• de nucleótidos de unión • GO: 0008026 actividad helicasa • actividad del factor de iniciación de la traducción • actividad del factor de traducción, el ARN de unión • proteína 0001948 unión: GO • unión a ácido nucleico • unión tapa RNA • de unión de ARN de doble cadena • actividad hidrolasa • de unión de ATP • unión mRNA • Unión de ARN
Componente celular
• citoplasma • citosol • membrana • complejo 4F del factor de iniciación de la traducción eucariota • exosoma extracelular • núcleo • GO: 0005578 matriz extracelular
Proceso biológico
• poli ARNm-nuclear transcrito (A) de la cola acortamiento • estructura secundaria de ARN de desenrollado • traslacional iniciación • regulación de la expresión génica • GO: 0022415 proceso viral • biosíntesis de proteínas
Fuentes: Amigo / QuickGO
Ortólogos
Especies
Humano
Ratón
Entrez
1973
13681
Ensembl
ENSG00000161960
ENSMUSG00000059796
UniProt
P60842
P60843
RefSeq (ARNm)
NM_001416 NM_001204510
NM_001159375 NM_144958
RefSeq (proteína)
NP_001191439 NP_001407
NP_001152847 NP_659207
Ubicación (UCSC)
Crónicas 17: 7,57 - 7,58 Mb
Crónicas 11: 69,67 - 69,67 Mb
Búsqueda en PubMed
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Factor de iniciación eucariótico 4A-I (también conocido como eIF4A1 o DDX2A) es un 46 kDa citosólica de proteína que, en los seres humanos, está codificada por el EIF4A1 gen , que se encuentra en el cromosoma 17. [5] [6] [7] Es el miembro prevalente la mayor parte del eIF4A familia de ATP -dependant RNA helicases , y juega un papel crítico en la iniciación de la tapa que dependen traducción de la proteína eucariota como un componente de la eIF4F traducción iniciación complejo. [8] eIF4A1 desenrolla la estructura secundaria del ARN dentro de la 5'-UTRde ARNm , un paso crítico necesario para el reclutamiento del complejo de preiniciación 43S y, por lo tanto, la traducción de la proteína en eucariotas . [8] Fue caracterizado por primera vez en 1982 por Grifo, et al. , quien lo purificó a partir de lisado de reticulocitos de conejo . [9]
Contenido
1 Antecedentes
2 Estructura
3 Función
4 Regulación
5 Papel en la enfermedad
5.1 Cáncer
5.2 Infecciones virales
6 referencias
7 Lecturas adicionales
Fondo
La regulación de la traducción de las transcripciones de ARNm en proteína es una de las mejores formas en que una célula puede alterar su respuesta a su entorno, ya que los cambios en la transcripción de genes a menudo requieren mucho más tiempo para ser implementados. La traducción de proteínas se puede dividir en cuatro fases: activación, iniciación, alargamiento y terminación. De estos pasos, la iniciación es aquella sobre la que las células tienen más control. Es el paso limitante de la velocidad de síntesis de proteínas, controlado por una miríada de proteínas conocidas como factores de iniciación eucariotas.o eIF. La abundancia relativa de estos factores o sus actividades individuales relativas proporciona a las células eucariotas un amplio control sobre la velocidad de iniciación y, por tanto, la síntesis de proteínas. Los eIF están regulados por vías de señalización intracelular bien conocidas, como la vía PI3K / AKT / mTOR ; sin embargo, otras capas bioquímicas de regulación, como la complejidad de la estructura secundaria del ARN en la 5′-UTR, se están volviendo evidentes con más investigaciones. [8]
Ejemplos de estructura secundaria de ARN
Los G-cuádruplex son estructuras secundarias de ARN más complejas formadas por pilas de tétradas de guanina , cada una de las cuales está compuesta por cuatro guaninas de enlace de hidrógeno de Hoogsteen dispuestas en forma cuadrada y plana.
La subfamilia eIF4A en mamíferos se compone de tres parálogos , eIF4A1, eIF4A2 y eIF4A3 . [10] eIF4A1 y eIF4A2 comparten un 90% de similitud de secuencia y ambas son proteínas citoplasmáticas, mientras que eIF4A3 se localiza en el núcleo y comparte solo un 60% de homología . [10] Históricamente, eIF4A1 y eIF4A2 se consideraban intercambiables, debido a que esto se observó en experimentos in vitro , pero investigaciones posteriores han demostrado que eIF4A1 es más prevalente en células en división mientras que eIF4A2 es más abundante en células que no se dividen y, además, más La evidencia reciente sugiere que podrían tener roles funcionalmente distintos in vivo .[8] [10]
Estructura
eIF4A1 es un miembro de la familia DEAD box de helicasas de ARN. [11] Las helicasas de ARN son enzimas que utilizan la energía liberada por la hidrólisis del ATP para manipular la estructura secundaria del ARN, y la familia DEAD box es la familia más grande de helicasas de ARN. [11] El nombre "caja MUERTA" se refiere a la secuencia de aminoácidos MUERTA clave en el motivo II de la helicasa que participa en la unión de nucleósido trifosfato (en el caso de eIF4A1, ATP ). Otros motivos conservados , compartidos por todas las proteínas de la familia eIF4A, son los motivos Q, I, Ia, Ib, III, IV, V y VI. Los motivos Ia, Ib, IV y V se unen al ARN, los motivos I, II y III median la ATPasa dependiente de ARNLa actividad y el motivo VI son necesarios tanto para la unión de ARN como para la hidrólisis de ATP. [10]
La estructura primaria general de las proteínas de la subfamilia eIF4A. Los motivos de secuencia conservados están representados por los segmentos coloreados con sus nombres etiquetados arriba. Tenga en cuenta que los motivos I y II también se conocen como motivos Walker Box A y Walker Box B, respectivamente. Motivo II, representado en azul, es la ubicación de la caja MUERTA. [10] [12]
La familia de cajas DEAD está marcada por un núcleo de helicasa estructuralmente muy conservado que consta de dos dominios similares a RecA unidos por una región de bisagra flexible alrededor de la cual la proteína puede abrirse y cerrarse tras la hidrólisis de ATP. [13] [10] [14] La hendidura formada entre estos dos dominios forma la bolsa de unión de ATP. [11] La molécula de ARN se une frente a este bolsillo de unión, extendiéndose a través de cada uno de los dominios. [11] Este núcleo está flanqueado por dominios auxiliares variables, que les confieren la función única de cada helicasa de ARN en parte al permitir la unión específica a proteínas accesorias. [11]
Función
eIF4A1 es una ARN helicasa dependiente de ATP, [15] sin embargo, la naturaleza exacta de su dependencia de ATP para su función aún se debate. [10] Aunque después de la unión de ATP, la hidrólisis subsiguiente induce cambios conformacionales en eIF4A1, se ha demostrado que otras helicasas de ARN DEAD-box poseen actividad helicasa en presencia de análogos no hidrolizables de ATP, lo que sugiere que la unión, y no la hidrólisis, es la más importante. elemento importante en la regulación de la actividad. [10]
eIF4A1 es un componente del complejo de iniciación de la traducción eIF4F, junto con eIF4E , la proteína de unión de la tapa del extremo 5 ' , y eIF4G , la proteína de andamio que mantiene unidos a eIF4A y eIF4E. [10] El complejo eIF4F suele ir acompañado de las proteínas accesorias eIF4B y eIF4H , cualquiera de las cuales puede mejorar de manera diferencial la actividad de eIF4A1. Después de que el ARNm se transcribe a partir del ADN y se transloca al citoplasma, y la PABP citosólica se une a la cola de poli (A) del ARNm naciente, su tapa 5 'se unirá a eIF4E y la PABP se unirá a eIF4G. [8]eIF4A1 entonces desenrollará la estructura secundaria de ARN de 5 'a 3' a medida que el 43S PIC se reclute en el complejo eIF4F. [8] El 43S PIC también escaneará el ARNm desenrollado de 5 'a 3', hasta que alcance el codón de inicio AUG , después de lo cual se reclutará la subunidad ribosómica 60S para comenzar el proceso de elongación. [8]
(A) Unión de ARNm al complejo eIF4F. Tenga en cuenta que eIF4B y eIF4H también podrían unirse a eIF4A1 para estimular su actividad. (B) eIF4A1 desenrollado de la estructura secundaria del ARNm y reclutamiento del 43S PIC. (C) Subunidad ribosómica 40S que escanea el 5'-UTR del transcrito de ARNm en busca de un codón de inicio. (D) Reclutamiento de la subunidad ribosómica 60S y comienzo de elongación.
Regulación
La transcripción de eIF4A1 es impulsada por el factor de transcripción MYC . [8] Por sí solo, la actividad helicasa de eIF4A1 es pobre, sin embargo, esta característica impone una restricción práctica a eIF4A1, ya que la actividad helicasa inespecífica, "no intencionada" en la célula sería perjudicial para la función de ciertas estructuras de ARN endógenas y necesarias . [10] Su eficacia mejora considerablemente en presencia de eIF4B y eIF4H, socios de unión que modulan su actividad. Cuando eIF4B se une a eIF4A1, la actividad helicasa de eIF4A1 aumenta más de 100 veces, pero cuando eIF4H se une en su lugar, el aumento no es tan grande, lo que sugiere que diferentes concentraciones relativas de estas proteínas accesorias pueden conferir un mayor nivel de regulación de la eficiencia. de eIF4A1.[10]
Por el contrario, la actividad de eIF4A1 se suprime cuando se une a PDCD4 , un supresor de tumores modulado por mTOR y miR-21 . [8] La PCDC4 se localiza típicamente en el núcleo de las células sanas, sin embargo, en condiciones carcinogénicas, se transloca al núcleo y dos moléculas eIF4A1 separadas se unirán a él, inhibiendo la capacidad de eIF4A1 de unirse al ARN bloqueando las moléculas en su interior. conformación inactiva, evitando así la unión a eIF4G. [16] [11]
Papel en la enfermedad
Cáncer
La desregulación traslacional es un sello distintivo de la transformación maligna de las células cancerosas . Las células cancerosas de los tumores en crecimiento se vuelven "adictas" a niveles elevados de traducción de proteínas y, en particular, dependen de la traducción regulada al alza de los ARNm prooncogénicos. Estos ARNm pro-oncogénicos tienen 5'-UTR característicamente más largos con estructuras secundarias más complejas, y la regulación por incremento de eIF4A1 se ha implicado en varios cánceres humanos (ver Tabla). [8] [17] [18] Dada la tendencia general de la sobreexpresión de eIF4A1 que conduce al cáncer, existe interés en desarrollar inhibidores para la enzima. Se han identificado varios compuestos naturales como inhibidores candidatos para el desarrollo, aunque inhiben tanto eIF4A1 como eIF4A2 de forma no específica.[8] Estos incluyen hippuristanol , silvestrol y pateamine A , entre otros. [8] El silvestrol, en particular, es underivado de rocaglate , y esta clase de compuestos podrían ser inhibidores viables de eIF4A. [19]
Inhibidores putativos de eIF4A
Hippuristanol
Silvestrol
Pateamine A
Tipo de cáncer
Desregulación / Asociación eIF4A1
Carcinoma hepatocelular
Sobreexpresión [17]
Melanoma
Sobreexpresión [17]
Carcinoma de pulmón de células no pequeñas (NSCLC)
Expresión asociada con metástasis [8]
Cáncer endometrial
Sobreexpresión en hiperplasia atípica [8]
Cáncer de cuello uterino
Sobreexpresión; disminución de la expresión después de la braquiterapia asociada con un mejor resultado [8]
Cáncer de mama
Expresión asociada con un resultado desfavorable en la enfermedad con receptores de estrógeno negativos [8]
Infecciones virales
Los virus se basan en secuestrar la maquinaria celular de las células que infectan para crear sus propias proteínas virales y permitirles continuar infectando nuevas células. Su capacidad para manipular eIF como eIF4A1, por lo tanto, impacta considerablemente en su virulencia . Por ejemplo, el citomegalovirus se basa en eIF4A para impulsar su síntesis de proteínas. La proteína viral pUL69 estabiliza la formación de eIF4F mediante la unión a eIF4A, un proceso mediante el cual se evita que eIF4E se disocie del complejo eIF4F. [14] eIF4E, por lo tanto, ya no puede ser secuestrado por su regulador negativo, 4EBP . [14]Además, el citomegalovirus estimula la síntesis de todos los elementos del complejo eIF4F para impulsar la síntesis de proteínas. [14] Otros virus, como Cotesia plutellae bracovirus (CpBV), que favorecen la traducción independiente del casquete, aprovecharán eIF4A1 en el contexto inverso, secuestrando eIF4A1 lejos del complejo eIF4F con compañeros de unión viral, en este caso una proteína llamada CpBV15β , inhibiendo así la traducción de ARNm dependiente de casquete endógeno y favoreciendo la traducción de proteínas víricas. [14] Los compuestos mencionados en la sección anterior sobre cáncer, hippuristanol, silvestrol, pateamina A, derivados de rocaglate, etc., también podrían aplicarse como inhibidores virales putativos. [8] [19]
Referencias
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Categorías :
Genes en el cromosoma 17 humano
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