Ludzkie białka APOBEC3 (A3) są komórkowymi deaminazami cytydyny, które silnie ograniczają replikację retrowirusów poprzez hipermutację wirusowego cDNA i/lub hamowanie odwrotnej transkrypcji. Istnieje siedmiu członków tej rodziny w tym A3A, B, C, DE, F, G i H, wszystkie kodowane w tandemie na ludzkim chromosomie 22. chromosomie 22. A3F i A3G są najsilniejszymi inhibitorami HIV-1, ale tylko w przypadku nieobecności kodowanego przez wirusa białka Vif. HIV-1 wykorzystuje Vif do zniesienia funkcji A3 w komórkach producenta. Dokładniej, Vif, służąc jako receptor substratu receptor, ułatwia ubikwitynację białek A3 poprzez tworzenie Cullin5 (Cul5) na bazie kompleksu ligazy ubikwityny E3, który celuje w białka A3 w celu szybkiej degradacji proteasomalnej. degradacji proteasomalnej. Specyficzność degradacji A3 jest określana przez zdolność Vif do wiązania się z celem. Kilka linii dowodów sugeruje, że że trzy różne regiony białek A3 są zaangażowane w interakcję z Vif. Vif. Tutaj dokonujemy przeglądu funkcji biologicznych członków rodziny A3, ze szczególnym uwzględnieniem ze szczególnym uwzględnieniem A3G i opieramy naszą analizę na dostępnych informacjach strukturalnych. --- Wirusy piankowate to rodzina złożonych retrowirusów, które wywołują powszechne, produktywne infekcje u wielu gatunków naczelnych. W przeciwieństwie do nich, ludzie nie wydają się sprzyjać replikacji wirusa piankowatego, chociaż zdarzają się infekcje odzwierzęce. występują. Tutaj przeanalizowaliśmy zdolność naczelnych i mysich białek APOBEC3G do hamowania zakaźności wirionów spienionego wirusa naczelnych (PFV) wytwarzanych w ich obecności. Wykazaliśmy, że kilka białek APOBEC3 może silnie hamować zakaźność wektora wirusowego opartego na PFV. To hamowanie skorelowane z pakowaniem hamujących białek APOBEC3 do wirionów PFV, ze względu na specyficzną interakcję PFV Gag/APOBEC3 i skutkowało hipermutacją G do A hipermutacji odwrotnych transkryptów PFV. Podczas gdy hamowanie infekcyjności wirionów PFV przez białka APOBEC3 naczelnych zostało w dużej mierze złagodzone przez koekspresję białka białka PFV Bet, cytoplazmatycznego białka pomocniczego o wcześniej niepewnej funkcji. funkcji, Bet nie złagodził zahamowania spowodowanego przez mysie APOBEC3. PFV Bet wiązało się z ludzkimi, ale nie mysimi białkami APOBEC3 w komórkach poddanych koekspresji, a wiązanie to wiązanie korelowało ze specyficznym hamowaniem ich włączania do wirionów PFV wirionów. Warto zauważyć, że zarówno PFV Bet, jak i drugie białko Bet, pochodzące z afrykańskiego zielonej małpy, ratowały zakaźność ludzkiego wirusa niedoboru odporności typu 1 (Vif). wirionów wirusa niedoboru odporności typu 1 (HIV-1) wytwarzanych w obecności afrykańskiej zielonej małpy APOBEC3G i blokował włączanie tego czynnika gospodarza do cząstek wirionów HIV-1. Jednak ani białko Bet wirusa piankowatego nie zmniejszało białka APOBEC3 w komórkach produkujących wiriony. Podczas gdy te dane identyfikują białko Bet wirusa piankowatego jako funkcjonalny ortolog białka pomocniczego HIV-1 Vif wskazują również, że Vif i Bet blokują funkcję białka APOBEC3 przez różne mechanizmy. poprzez różne mechanizmy. --- APOBEC3G jest silnym czynnikiem antyretrowirusowym, który należy do APOBEC nadrodziny deaminaz cytydyny. Deaminuje cytydynę do urydyny w powstającym wirusowym DNA, indukując hipermutację G do A w wirusowym DNA plus-strand DNA. Białko HIV-1 Vif przezwycięża aktywność przeciwwirusową APOBEC3G poprzez ukierunkowanie na degradację zależną od ubikwityny. Niedawno zgromadzono dowody na to, że inni członkowie białek APOBEC również wykazują aktywność przeciwwirusową wobec szerokiej gamy wirusów sugerują, że białka z rodziny APOBEC odgrywają kluczową rolę w przeciwwirusowej obronie przeciwwirusowej jako wrodzona odporność. Tutaj dokonujemy przeglądu ostatnich postępów w badaniach nad białek APOBEC3. --- Około 17% ludzkiego genomu składa się z długich interspersyjnych retrotranspozonów jądrowych element 1 (LINE-1, L1) niebędących retrotranspozonami LTR. Retrotranspozycja L1 jest znana jako jest przyczyną kilku chorób genetycznych, takich jak hemofilia A, dystrofia mięśniowa Duchene'a itp. dystrofia mięśniowa i tak dalej. Retroelementy L1 są również w stanie powodować raka okrężnicy raka jelita grubego, co sugeruje, że transpozycja L1 może wystąpić nie tylko w komórkach zarodkowych, ale również w komórkach somatycznych, jeśli odporność wrodzona nie działałaby prawidłowo. Mechanizmy mechanizmy ograniczenia transpozycji L1 w normalnych komórkach nie są jednak w pełni zdefiniowane. w pełni zdefiniowane. Pokazujemy tutaj, że antyretrowirusowe białka wrodzone, członkowie rodziny APOBEC3 (hA3), od hA3A do hA3H, w różnym stopniu zmniejszają poziom retrotranspozycji L1 retrotranspozycję, która nie koreluje ani z aktywnością przeciwwirusową przeciwko HIV-1 z niedoborem Vif i wirusowi białaczki mysiej lub z wzorcami lokalizacją subkomórkową. Co ważne, białko hA3G hamuje retrotranspozycję L1 retrotranspozycję, w uderzającym kontraście do ostatnich doniesień. Hamujący wpływ członków rodziny hA3 na transpozycję L1 może nie wynikać z aktywności deaminazy ale z powodu nowych mechanizmów. W związku z tym dochodzimy do wniosku, że wszystkie białka hA3 w różny sposób hamują niekontrolowaną transpozycję elementów L1. --- W ludzkim genomie gen katalitycznego polipeptydu apolipoproteiny B edytującego mRNA gen polipeptydu (APOBEC)3 rozszerzył się do tandemowej macierzy genów określanych jako APOBEC3A-G. Dwóch członków tej rodziny, APOBEC3G i APOBEC3F, zostało uznanych za mają silną aktywność przeciwko niedoborowi czynnika zakaźności wirionów (Deltavif) ludzkiego wirusa niedoboru odporności 1 (HIV-1). Enzymy te ulegają enkapsydacji w wirionach Deltavif HIV-1 i w następnej rundzie infekcji deaminują nowo nowo zsyntetyzowane odwrotne transkrypty. Lentiwirusowe białko Vif zapobiega deaminacji poprzez deaminacji poprzez indukowanie degradacji APOBEC3G i APOBEC3F. Donosimy tutaj że dwaj dodatkowi członkowie rodziny APOBEC3, APOBEC3B i APOBEC3C, mają silną aktywność przeciwwirusową przeciwko małpiemu wirusowi niedoboru odporności (SIV), ale nie HIV-1. Oba enzymy były enkapsydowane w wirionach HIV-1 i SIV i były aktywne przeciwko Deltavif SIV(mac) i SIV(agm). SIV Vif neutralizował aktywność przeciwwirusową APOBEC3C, ale nie APOBEC3B. APOBEC3B indukował obfite mutacje G --> A zarówno w odwrotnych transkryptach SIV typu dzikiego, jak i Deltavif. APOBEC3C indukował znacznie mniej mutacji. APOBEC3F okazał się być aktywny przeciwko SIV i wrażliwy na SIV(mac) Vif. Odkrycia te wskazują na możliwość, że różni członkowie rodziny APOBEC3 działają w celu neutralizacji określonych lentiwirusów. --- Komórki mieloidalne odgrywają liczne role w patogenezie HIV-1, służąc jako nośnik rozprzestrzeniania się wirusa i jako rezerwuar wirusa. Jednak komórki tej linii są generalnie odporne na zakażenie HIV-1 w porównaniu z komórkami innych linii, zjawisko to szczególnie dotkliwe we wczesnych fazach infekcji. Tutaj badamy rolę rolę APOBEC3A na tych etapach. APOBEC3A jest członkiem rodziny APOBEC3, która ulega wysokiej ekspresji w komórkach szpikowych, ale jak dotąd nie ma znanego działania przeciwwirusowego przeciwko retrowirusom. Wykorzystując ektopową ekspresję APOBEC3A w ustalonych liniach komórkowych liniach komórkowych i specyficznego wyciszania w pierwotnych makrofagach i komórkach dendrytycznych wykazać, że pula APOBEC3A w komórkach docelowych hamuje wczesne fazy zakażenia HIV-1 i rozprzestrzenianie się zdolnego do replikacji R5-tropowego wirusa HIV-1, szczególnie w komórkach pochodzenia szpikowego. W tych komórkach APOBEC3A wpływa na ilość vDNA syntetyzowanego w trakcie infekcji. Podatność na przeciwwirusowe działanie APOBEC3A jest zachowana wśród lentiwirusów naczelnych, chociaż wirusowe białko Vpx kodowane przez członków linii SIV(SM)/HIV-2 zapewnia częściową ochronę przed APOBEC3A podczas infekcji. Nasze wyniki wskazują że APOBEC3A jest wcześniej nierozpoznanym czynnikiem przeciwwirusowym, który celuje w naczelne lentiwirusy specyficznie w komórkach szpikowych i działa we wczesnych fazach infekcji bezpośrednio w komórkach docelowych. infekcji bezpośrednio w komórkach docelowych. Przedstawione tutaj odkrycia otwierają nowe na temat roli APOBEC3A podczas zakażenia HIV i patogenezy, na temat roli kontekstu komórkowego w roli kontekstu komórkowego w regulacji aktywności przeciwwirusowej członków rodziny APOBEC3. członków rodziny APOBEC3 i bardziej ogólnie na temat naturalnych funkcji APOBEC3A. --- Od czasu zidentyfikowania APOBEC3G (A3G) jako silnego czynnika restrykcyjnego HIV-1, ogromna ilość wysiłków doprowadziła do poszerzenia wiedzy na temat zarówno A3G, jak i rodziny APOBEC3 (A3), do której należy. Pomimo precyzyjnie dostrojonego wirusowego kontrataku na aktywność A3, w postaci białka HIV-1 Vif entuzjazm dla wykorzystania osi Vif :A3G jako punktu interwencji klinicznej pozostaje wysoki. W imponującej eksplozji informacji w ciągu w ciągu ostatniej dekady, dodatkowi członkowie rodziny A3 zostali zidentyfikowani jako białka przeciwwirusowe. białka, mechanistyczne szczegóły zdolności restrykcyjnej tych białek zostały zostały wyjaśnione, badania struktura-funkcja ujawniły ważne molekularne molekularne interakcji Vif :A3G, a kohorty kliniczne zostały poddane analizie pod kątem korelacji między ekspresją i funkcją A3 a patogenezą wirusa. W W ubiegłym roku nowe i nieoczekiwane odkrycia dotyczące roli A3G w odporności odporności ponownie skoncentrowały wysiłki na badaniu potencjału wykorzystania naturalną moc tej obrony immunologicznej. Te najnowsze doniesienia odnoszą się do funkcje białek A3, które wykraczają poza ich dobrze scharakteryzowane jako czynniki ograniczające. Pojawiająca się historia implikuje rodzinę A3 jako nie tylko białka obronne, ale także jako uczestnicy szerszej wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. odpowiedzi immunologicznej.
Jakie są główne funkcje rodziny białek APOBEC3?
Rodzina deaminaz cytydyny APOBEC3 odgrywa kluczową rolę w obronie gospodarza przed egzogennymi wirusami, w szczególności ludzkim wirusem niedoboru odporności typu 1 (HIV-1) i endogennymi elementami transpozycyjnymi, takimi jak retrotranspozony LINE-1 i Alu.