Las proteínas de fusión de membranas (que no deben confundirse con las proteínas quiméricas o de fusión ) son proteínas que causan la fusión de las membranas biológicas . La fusión de membranas es fundamental para muchos procesos biológicos, especialmente en el desarrollo eucariota y la entrada viral . Las proteínas de fusión pueden originarse a partir de genes codificados por virus envueltos infecciosos, retrovirus antiguos integrados en el genoma del huésped, [1] o únicamente por el genoma del huésped. [2] Las modificaciones postranscripcionales hechas a las proteínas de fusión por el huésped pueden afectar drásticamente la fusiogenicidad, es decir, la adición y modificación de glicanos y grupos acetilo . [3]
Fusión en eucariotas
Los genomas eucariotas contienen varias familias de genes , de origen viral y del huésped , que codifican productos implicados en el impulso de la fusión de membranas. Si bien las células somáticas adultas no experimentan típicamente la fusión de membranas en condiciones normales, los gametos y las células embrionarias siguen vías de desarrollo para impulsar de forma no espontánea la fusión de membranas, como en la formación de placenta , formación de sincitiotrofoblasto y neurodesarrollo . Las vías de fusión también están involucradas en el desarrollo de los tejidos del sistema nervioso y musculoesquelético . Los eventos de fusión de vesículas involucrados en el tráfico de neurotransmisores también se basan en la actividad catalítica de las proteínas de fusión.
Familia SNARE
La familia SNARE incluye proteínas de fusión eucariotas auténticas . Solo se encuentran en eucariotas y sus parientes arqueales más cercanos como Heimdallarchaeota . [4]
Retroviral
Estas proteínas se originan a partir del gen env de retrovirus endógenos . Son proteínas de fusión virales de clase I domesticadas.
- Las sincitinas son responsables de las estructuras de la placenta .
- ERV3 no es funcional en fusión.
Familia HAP2
HAP2 es una proteína de fusión viral de clase II domesticada que se encuentra en diversos eucariotas, incluidos Toxoplasma , thale berro y moscas de la fruta. Esta proteína es esencial para la fusión de gametos en estos organismos. [5]
Fusión viral patógena
Los virus envueltos superan fácilmente la barrera termodinámica de fusionar dos membranas plasmáticas al almacenar energía cinética en proteínas de fusión (F). Las proteínas F pueden expresarse de forma independiente en las superficies de la célula huésped, lo que puede (1) hacer que la célula infectada se fusione con las células vecinas, formando un sincitio , o (2) incorporarse a un virión en gemación de la célula infectada, lo que conduce a la emancipación completa. de la membrana plasmática de la célula huésped. Algunos componentes F únicamente impulsan la fusión, mientras que un subconjunto de proteínas F puede interactuar con factores del huésped . Hay cuatro grupos de proteínas F categorizadas por su mecanismo de fusión.
Clase I
Las proteínas de fusión de clase I se parecen a la hemagluttinina del virus de la influenza en su estructura. Después de la fusión, el sitio activo tiene un trímero de bobinas en espiral α-helicoidales. El dominio de unión es rico en hélices α y péptidos de fusión hidrófobos ubicados cerca del extremo N-terminal. El cambio de conformación de la fusión se puede controlar mediante el pH. [6] [7]
Componente Fusion | Abreviatura | Familia | Virus |
---|---|---|---|
Hemagluttinina (H) | H, HN | Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae | Influenza, sarampión, paperas |
Glicoproteína 41 | Gp41 | Retroviridae | VIH |
Clase II
Las proteínas de clase II son dominantes en las láminas β y los sitios catalíticos se localizan en la región central. Las regiones peptídicas necesarias para impulsar la fusión se forman a partir de los giros entre las hojas β. [6] [7]
Componente Fusion | Abreviatura | Familia | Virus |
---|---|---|---|
Proteína envolvente | mi | Flaviviridae | Dengue, virus del Nilo Occidental |
Clase III
Las proteínas de fusión de clase III son distintas de las I y II. Por lo general, constan de 5 dominios estructurales, donde los dominios 1 y 2 localizados en el extremo C-terminal a menudo contienen más hojas β y los dominios 2-5 más cercanos al lado N-terminal son más ricos en hélices α. En el estado previo a la fusión, los últimos dominios anidan y protegen el dominio 1 (es decir, el dominio 1 está protegido por el dominio 2, que está anidado en el dominio 3, que está protegido por el dominio 4). El dominio 1 contiene el sitio catalítico para la fusión de membranas. [6] [7]
Ejemplo prototípico | Abreviatura | Familia | Virus |
---|---|---|---|
VSV G | GRAMO | Rhabdoviridae | Virus de la estomatitis vesicular , lissavirus de la rabia |
HSV-1 gB | GB | Herpesviridae | HSV-1 |
Glicoproteína del ébolavirus | GP | Filoviridae | Zaire -, Sudán - ebolavirus , Marburgvirus |
Clase IV
La clase IV son las proteínas de fusión más pequeñas. También se denominan proteínas transmembrana pequeñas asociadas a la fusión (FAST) y se asocian con mayor frecuencia con reovirus sin envoltura .
Ver también
- Fuerzas entre capas en la fusión de membranas
- Proteínas de fusión de membranas virales
Referencias
- ^ Clasificación de proteínas de fusión viral en labase de datos TCDB
- ^ Klapper R, Stute C, Schomaker O, Strasser T, Janning W, Renkawitz-Pohl R, Holz A (enero de 2002). "La formación de sincitios dentro de la musculatura visceral del intestino medio de Drosophila depende de duf, sns y mbc" . Mecanismos de desarrollo . 110 (1–2): 85–96. doi : 10.1016 / S0925-4773 (01) 00567-6 . PMID 11744371 .
- ^ Ortega V, Stone JA, Contreras EM, Iorio RM, Aguilar HC (enero de 2019). "Adictos al azúcar: funciones de los glicanos en el orden Mononegavirales" . Glicobiología . 29 (1): 2-21. doi : 10.1093 / glycob / cwy053 . PMC 6291800 . PMID 29878112 .
- ^ Neveu E, Khalifeh D, Salamin N, Fasshauer D (julio de 2020). "Las proteínas prototípicas de SNARE están codificadas en los genomas de Heimdallarchaeota, potencialmente cerrando la brecha entre los procariotas y eucariotas". Biología actual . 30 (13): 2468–2480.e5. doi : 10.1016 / j.cub.2020.04.060 . PMID 32442459 .
- ^ Fédry J, Liu Y, Péhau-Arnaudet G, Pei J, Li W, Tortorici MA, et al. (Febrero de 2017). "El antiguo gameto Fusogen HAP2 es una proteína de fusión eucariota de clase II" . Celular . 168 (5): 904–915.e10. doi : 10.1016 / j.cell.2017.01.024 . PMC 5332557 . PMID 28235200 .
- ^ a b c Backovic M, Jardetzky TS (abril de 2009). "Proteínas de fusión de membrana viral de clase III" . Opinión actual en biología estructural . 19 (2): 189–96. doi : 10.1016 / j.sbi.2009.02.012 . PMC 3076093 . PMID 19356922 .
- ^ a b c White JM, Delos SE, Brecher M, Schornberg K (2008). "Estructuras y mecanismos de las proteínas de fusión de la membrana viral: múltiples variaciones sobre un tema común" . Revisiones críticas en bioquímica y biología molecular . 43 (3): 189–219. doi : 10.1080 / 10409230802058320 . PMC 2649671 . PMID 18568847 .
enlaces externos
- Membrana + fusión + proteínas en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .