Las viroporinas son proteínas virales multifuncionales pequeñas y generalmente hidrofóbicas que modifican las membranas celulares, lo que facilita la liberación del virus de las células infectadas. [2] [3] Las viroporinas son capaces de ensamblarse en canales iónicos oligoméricos o poros en la membrana de la célula huésped , haciéndola más permeable y facilitando así la salida de los viriones de la célula. Muchas viroporinas también tienen efectos adicionales sobre el metabolismo celular y la homeostasis mediados por interacciones proteína-proteína con proteínas de la célula huésped. [3] Las viroporinas no son necesariamente esenciales para la replicación viral , pero mejoran las tasas de crecimiento. Se encuentran en una variedad de genomas virales, pero son particularmente comunes en los virus de ARN . Muchos virus que causan enfermedades humanas expresan viroporinas. Estos virus incluyen el virus de la hepatitis C , el VIH-1 , el virus de la influenza A , el poliovirus , el virus respiratorio sincitial y el SARS-CoV . [3] [4] [5]
Las viroporinas suelen ser pequeñas (menos de 100 o 120 residuos de aminoácidos) y contienen al menos una región capaz de plegarse en una hélice transmembrana anfipática . Algunos ejemplos también contienen tramos de aminoácidos básicos o tramos de aminoácidos aromáticos que se cree residen en la región interfacial de la membrana . [3] Los oligómeros de estas proteínas, la mayoría de las veces tetrámeros , [6] forman canales iónicos o poros de selectividad iónica generalmente débil que permiten la difusión de iones a través de la membrana celular. . La arquitectura molecular del poro, su grado de selectividad, la medida en que incorpora lípidos de la membrana circundante y la presencia de porciones de la proteína que se extienden más allá de la membrana varían entre las viroporinas e indican que estas proteínas tienen una variedad diversa. de roles funcionales. [4] [5]
Un esquema de clasificación propuesto clasifica las viroporinas en cuatro clases según su topología y orientación en la membrana. Las viroporinas de clase I poseen una única hélice transmembrana; en la clase IA, el extremo C está orientado hacia el citosol y en la clase IB, el extremo N está orientado de esa manera. Las viroporinas de clase II poseen un motivo hélice-giro-hélice con ambas hélices cruzando la membrana; en la clase IIA ambos extremos están orientados hacia el exterior (extracelularmente o hacia la luz del retículo endoplásmico ) y en la clase IIB los extremos están orientados hacia el citosol. [5] Existen probables excepciones a este esquema, como la proteína del rotavirusproteína no estructural 4 . [7] [8]
La mayoría de las viroporinas no son esenciales , pero su ausencia reduce significativamente la eficiencia de la propagación viral. Existe una variación significativa en las consecuencias del agotamiento de la viroporina: mientras que el virus de la hepatitis C es incapaz de propagarse sin su proteína p7 viroporina, el virus de la influenza A y el VIH-1 experimentan disminuciones en el título viral in vitro de 10 a 100 veces en ausencia de sus respectivas viroporinas, pero siguen siendo capaces de propagarse. [4] [9] En la mayoría de los casos, la ausencia de viroporina en el genoma viral se puede salvar con la presencia de viroporina en transy, a veces, la replicación viral puede rescatarse parcialmente en presencia de la viroporina de otro virus. [5]
La función mejor estudiada y mejor establecida de las viroporinas es la permeabilización de la membrana celular a iones y pequeños solutos. [10] Antes de que las viroporinas se concibieran como una clase, era bien sabido que muchos virus inducen la permeabilización de la membrana en las células infectadas; Las viroporinas son al menos parcialmente responsables de este efecto, particularmente cuando ocurre tarde en el ciclo de replicación viral. [2] [3] [11] Las viroporinas expresadas transgénicamente , en ausencia de su virus de origen, inducen el mismo efecto, una característica que ha facilitado el descubrimiento de las viroporinas. [5] [12]