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Trans-activador anti-represión, proteína REV
Identificadores
SímboloRVDO
PfamPF00424
InterProIPR000625
SCOP2484d / SCOPe / SUPFAM
Estructuras proteicas disponibles:
Pfam  estructuras / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumresumen de estructura

Rev es una proteína transactivadora que es esencial para la regulación de la expresión de la proteína del VIH-1 (y otras lentivirales ). Una señal de localización nuclear está codificada en el gen rev , que permite que la proteína Rev se localice en el núcleo , donde participa en la exportación de ARNm sin empalme y empalme incompleto . En ausencia de Rev, los ARNm de los genes tardíos (estructurales) del VIH-1 se retienen en el núcleo, lo que impide su traducción.

Historia [ editar ]

Se descubrió que una nueva proteína participa en la traducción de ARNm de gag y env . La proteína desconocida funcionó eliminando la represión de las secuencias reguladoras y se denominó Art (transactivador anti-represión). [1] Estudios posteriores sugirieron que la proteína estaba involucrada en la regulación del mecanismo de empalme de ARN . Por tanto, el nombre de la proteína se modificó de Art a Trs (transregulador de splicing). [2] Los estudios más recientes han demostrado que la proteína tiene múltiples funciones en la regulación de las proteínas del VIH-1, y su nombre se ha cambiado a Rev (regulador de la expresión de las proteínas del virión), que describe de manera más general su función. [3]

Estructura [ editar ]

Rev es una proteína de 13 k Da [4] que se compone de 116 aminoácidos . [5] La secuencia de Rev contiene dos dominios específicos que contribuyen a su importación y exportación nuclear. La proteína normalmente realiza su función como tetrámero. [ cita requerida ]

Motivo rico en arginina [ editar ]

La región N-terminal de Rev contiene una secuencia rica en arginina. El motivo rico en arginina (ARM) se encuentra entre los aminoácidos 38-49 del gen rev [6] y forma una estructura secundaria alfa helicoidal . [7] El ARM es una secuencia altamente específica que permite la multimerización de las proteínas Rev, antes de la unión del ARN. Una sustitución de una sola base altera la capacidad de Rev para formar un tetrámero. [8] El dominio de Rev rico en arginina interactúa con el elemento de unión a rev (RBE), que es parte del elemento de respuesta de Rev del VIH (RRE) ubicado en un intrón corriente abajo del gen env . [9]El dominio también contiene una señal de localización nuclear . [10]

Dominio de activación de rev (señal de exportación nuclear) [ editar ]

La señal de exportación nuclear de Rev se encuentra en los residuos 71-82 [11] de la región C-terminal [12] y es rica en leucina . [13] La unión de Rev a los ARN virales que contienen el RRE permite la exportación de ARNm fuera del núcleo y hacia el citoplasma mediante un mecanismo diferente al de los ARNm celulares. [ cita requerida ]

Función [ editar ]

Las proteínas reguladoras del VIH-1 (incluida Rev) se traducen a partir de transcripciones de ARNm completamente procesadas, mientras que las proteínas estructurales se traducen a partir de transcripciones empalmadas de manera incompleta. Las transcripciones completamente empalmadas se exportan desde el núcleo al citoplasma mediante el mismo mecanismo que el ARNm celular. Sin embargo, se necesita Rev para exportar ARNm empalmados de forma incompleta para producir las proteínas estructurales virales. [ cita requerida ]

Rev localización en el núcleo [ editar ]

El dominio rico en arginina de la proteína Rev, que contiene una señal de localización nuclear (NLS), permite que Rev entre en el núcleo. La entrada requiere la unión entre un multímero de Rev, Ran -GDP e importin -β (un factor de transporte nuclear). [14] Rev NLS es una secuencia muy similar a la del sitio de unión de importina-β presente dentro de importina-α, [15] que permite la interacción entre Rev e importina-β. El NLS se superpone con la secuencia requerida para la unión al ARN. [16] Esto evita que el NLS contrarreste la exportación de transcripciones de ARNm que contienen RRE. [ cita requerida ]

Enlace de Rev a la RRE [ editar ]

El elemento de respuesta rev (RRE) es una secuencia de 240 pares de bases ubicada en el segundo intrón del genoma del VIH-1 , inmediatamente aguas abajo del gen env . [17] El RRE sigue siendo funcional si se trasloca, pero debe permanecer en la misma orientación (no se puede invertir). El RRE es retenido por transcripciones de ARNm procesadas de manera incompleta. La estructura secundaria del RRE crea ocho bucles de vástago. Rev inicialmente se une al tallo-loop IIB rico en purinas, [18] luego se une a un sitio secundario en el tallo-loop I. [19]

La secuencia de RRE actúa en cis y es necesaria para lograr altos niveles de ARNm de env en el citoplasma. [20] El RRE también facilita la multimerización de las proteínas Rev, que son necesarias para la unión y función de Rev. [21] La proteína Rev se une a las transcripciones gag y pol sin empalmar y las transcripciones env , vif , vpr y vpu empalmadas de manera incompleta en el RRE, lo que facilita la exportación al citoplasma. [22]

Exportación genómica del núcleo [ editar ]

Rev se transporta continuamente entre el citoplasma y el núcleo . El transporte de Rev está regulado por su señal de localización nuclear y su señal de exportación nuclear . Una vez que Rev está dentro del núcleo , Ran-GDP se fosforila en Ran-GTP, lo que hace que el complejo de importación se desarme. Tras el desmontaje, Rev's NES forma un nuevo complejo con CRM1 ( exportin -1) y Ran -GTP en la secuencia RRE dentro de las transcripciones empalmadas de forma incompleta. Después del ensamblaje del complejo, los ARN que contienen intrones se exportan desde el núcleo al citoplasma . [23]Una vez que los pre-mRNA están en el citoplasma, Rev se disocia, revelando el NLS. [24] La exposición del NLS permite la interacción de Rev con importina -β para transportar Rev de regreso al núcleo . [ cita requerida ]

La exportación dirigida por Rev de ARN virales es similar al mecanismo por el cual se exportan los ARNrn y los ARNr 5s , en contraposición al mecanismo de exportación de ARNm celulares. Rev es capaz de facilitar la exportación de transcripciones de pre-mRNA que de otra manera normalmente permanecerían en el núcleo , lo que sugiere que Rev NES es dominante sobre la retención nuclear. [25]

Regulación de la expresión génica del VIH [ editar ]

Rev actúa postranscripcionalmente para regular positivamente la expresión de genes estructurales y para regular negativamente la expresión de genes reguladores . Rev regula positivamente la expresión de gag , pol y env. La exportación mediada por Rev desde el núcleo aumenta los niveles citoplásmicos de los ARNm estructurales ( gag , pol y env ). [26] La expresión de gag , pol y env es menor en ausencia de Rev y mayor en presencia de Rev. [27] Rev regula negativamente la expresión de los genes reguladores ( rev y tat) creando un circuito de retroalimentación negativa , que regula la producción de Rev. Hay una disminución en la producción de Rev cuando los niveles de proteína Rev son más altos de lo necesario para la cantidad dada de genoma del VIH-1 codificado. Rev también disminuye la cantidad de mensajes virales completamente empalmados expresados ​​exportando pre-ARNm antes de que pueda empalmarse. Esto da como resultado una disminución de la expresión de las proteínas reguladoras, Rev y Tat. Dado que Rev se transporta continuamente entre el núcleo y el citoplasma , pequeñas cantidades de la proteína pueden afectar muchas transcripciones de ARNm . El mantenimiento del equilibrio adecuado entre las cantidades de genes virales tempranos y tardíos conduce a un aumento general del virión.producción. [28]

Transición de los genes del VIH-1 de la fase temprana a la tardía [ editar ]

Los genes del VIH-1 se expresan a partir de ARN completamente empalmado o de ARN que contiene intrones. La exportación de ARNm completamente empalmados ( genes reguladores tempranos ) se produce de la misma manera que la exportación normal de ARNm celulares. Por otro lado, los ARNm sin empalmar y empalmados de forma incompleta que codifican las proteínas estructurales tardías son dependientes de Rev. La proteína Rev se expresa como un gen temprano a partir de transcripciones completamente empalmadas, por lo que la expresión de proteínas estructurales de fase tardía no puede ocurrir hasta que se produce una cantidad inicial de Rev. [29]

Rev como objetivo de las terapias antivirales [ editar ]

Dado que Rev es absolutamente necesario para la replicación del VIH-1 y se expresa al principio de la infección, se ha sugerido que Rev es un buen objetivo para las terapias antivirales. [ cita requerida ]

La leptomicina B (LMB) se une a CRM1, lo que evita la formación del complejo necesario para la exportación (CRM1 / NES / RanGTP / RRE) y, en última instancia, reduce la producción de ARN empalmados de forma incompleta. [30] [31] Por lo tanto, no se producen proteínas estructurales, que son necesarias para el ensamblaje del virión .

Se ha demostrado que varios compuestos orgánicos tienen la capacidad de dirigirse a la interacción Rev / RRE. La neomicina B, el catión difenilfurano y la proflavina son moléculas pequeñas que pueden evitar que Rev se una a la secuencia RRE. [32] [33] [34] Si Rev es incapaz de unirse al RRE en el pre-mRNA, el RNA no se exportará al citoplasma , lo que también resultará en la falta de proteínas estructurales necesarias. [ cita requerida ]

Otras terapias se dirigen a la proteína Rev en sí, ya que es un componente esencial de la infección por VIH-1 . M10 es una forma mutada de Rev y tiene una sustitución de un solo aminoácido ( ácido aspártico por leucina ). Si se administra a las células, Rev M10 competirá con la proteína Rev de tipo salvaje por el sitio de unión de RRE y, por lo tanto, disminuirá las funciones celulares normales de Rev. [35]

El dihidrovaltrato también se identificó como un congénere inhibidor de la exportación de Rev. [ cita requerida ]

Referencias [ editar ]

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