Viry a 26s proteazom cesta k destrukci
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 26

VIRY A 26S PROTEAZOM: cesta k destrukci PowerPoint PPT Presentation


  • 67 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

VIRY A 26S PROTEAZOM: cesta k destrukci. Zuzana Kauerová 2004/2005. 1. Když se řekne proteazom. Velké membránové multipodjednotkové komplexy, obsahující proteázy Hlavní úkol: degradace intracelulárních proteinů Výskyt: jádro a cytoplazma u eukaryotních buněk. 1.1 Hlavní funkce.

Download Presentation

VIRY A 26S PROTEAZOM: cesta k destrukci

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

VIRY A 26S PROTEAZOM:cesta k destrukci

Zuzana Kauerová

2004/2005


1 kdy se ekne proteazom

1. Když se řekne proteazom

  • Velké membránové multipodjednotkové komplexy, obsahující proteázy

  • Hlavní úkol: degradace intracelulárních proteinů

  • Výskyt: jádro a cytoplazma u eukaryotních buněk


1 1 hlavn funkce

1.1 Hlavní funkce

  • Odstraňují abnormální proteiny z buňky

  • Podílejí se na reakcích na stresové situace degradací proteinů, označených ubikvitinem (Ub)

  • Jako součást Ub systému se zapojují do regulace buněčných procesů

  • Kontrolují diferenciaci buněk (degradují transkripční faktory a metabolické enzymy)

  • Velkou roli hrají v imunitním systému, kde vytváří peptidy MHC glykoproteinů I. třídy


1 2 proteinov degradace

1.2 Proteinová degradace

  • Nově objevený mechanizmus buněčné regulace

  • Hlavní výhoda proteolýzy – rychlost, umožňující buňce rapidní redukci hladiny určitých proteinů

  • Nevratný děj – kompletní ztráta funkcí

  • Základní požadavek: vysoká specifita


1 3 ubikvitinace

1.3 Ubikvitinace

  • Nejobecnější způsob označování proteinů k degradaci v proteazomech

  • Připojení řetězce ubikvitinu o 76 aminokyselinách

  • Katalýza:

    - E1 aktivující enzymy

    - E2 konjugační enzymy

    - E3 vazebné enzymy (pouze v některých případech)


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

  • Proces degradace s ubikvitinem:

    Ubikvitin je aktivován vytvořením thiosterové vazby s aktivačním enzymem E1. Ubikvitin je pak přenesen do aktivní cysteinové skupiny konjugačního enzymu E2, který ubikvitin naváže na aminoskupinu zbytku lyzinu substrátového proteinu. Pro tento proces je v některých případech nutná kooperace s enzymem E3. Opakovaná konjugace ubikvitinu s lyzinovými zbytky vede ke vzniku multiubikvitinových řetězců, které, navázané na substrátový protein, jsou rozeznány a degradovány v proteazomech. Multiubikvitinový řetězec se uvolní z komplexu a ubikvitin je recyklován.


1 4 struktura proteazomu

1.4 Struktura proteazomu

  • 2 části:

  • 20S proteazomjádrem větší částice 26S proteazomu

  • Oba komplexy existují v dynamické rovnováze

  • Hlavní rozdíl: 26S proteazom degraduje ubikvitinované proteiny, 20S proteazom ne => 26S proteazom využívá ATP

  • Přídavná část – 19S víčka- slouží k zachycení a přitáhnutí označeného proteinu do proteazomu


1 5 funkce 26s proteazomu

1.5 Funkce 26S proteazomu

Plní životně důležité funkce:

  • kontrola buněčného cyklu

  • buněčná diferenciace

  • regulace metabolických drah

  • role ve stresových situacích

  • odstraňování abnormálních proteinů


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

Obr.: Proteazom na gelu a v elektronovém mikroskopu


2 proteazom a viry

2. Proteazom a viry

  • Ke konci 90. let bylo objeveno, že onkoprotein E3 lidského papillomaviru vede k proteazomové destrukci proteinu p53, který tlumí tvorbu a vývoj nádoru

  • O desetiletí později se ukázalo, že zmnožení virových proteinů je určující pro proteolytickou degradaci proteinů hostitelské buňky

  • Tyto aktivity jsou nutné pro mnoho různých aspektů životního cyklu virů od vstupu do buňky, přes replikaci a zmnožení,až po opuštění buňky virem


2 1 vstup viru do bu ky

2.1 Vstup viru do buňky

  • Vstup viru do buňky – různé překážky, např. imunitní dohled, zablokování buněčného cyklu v důsledku virové replikace, sebevražedná apoptická smrt buňky

  • Jedna ze společných překážek – obrovská stechiometrická nerovnováha cílových proteinů hostitele =>mnoho virů vyvinulo mechanizmy, pomocí nichž jsou buněčné cílové proteiny směřovány do 26S proteazomu a vystaveny proteolytické degradaci


2 2 ozna en c lov ch protein

2.2 Označení cílových proteinů

  • Vysoce specifický proces

  • Nejčastěji využití E3 ubikvitin ligázy - může být kódována přímo virem nebo může být ligázou hostitelské buňky, která byla přesměrována do substrátu

  • Tak mohou být rozpoznány substráty, které by za normálních okolností nebyly rozeznány


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

Degradace proteinu označeného ubikvitinem a společné body vstupu viru do buňky

• Ve většině případů virus zasahuje v kroku E3 ubikvitin ligázy. Ta může být kódována virem nebo může být buněčnou ligázou, která je buď přesměrována, nebo stimulována jiným virovým proteinem. Intenzivně ubukvitinovaný cílový protein je pak degradován v proteazomu.


P klady vyu it ubikvitin lig z

Příklady využití ubikvitin ligáz

  • Lidský papillomavirus (HPV) – obsahuje E6 protein, který stimuluje ubikvitinizaci a degradacibuněčného proteinu, potlačujícího nádorové bujení = protein p53

  • virus stomatitidy, virus vztekliny – interakce jejich matrix proteinů s buněčnou ubikvitin ligázou Nedd4 (při opuštění buňky virem) – neznámý mechanizmus

  • virus Epstein-Barrové- virový membránový protein 2a přesměruje aktivitu Nedd4 => označení B-buněčných tyrozin kináz k degradaci v proteazomu=> změna signalizace B-buněčných receptorů => vznik latentní virové infekce


3 modelov situace 3 a hpv vs protein icp0

3. Modelové situace3.A HPV vs protein ICP0

  • Herpes virus simplex (HSV-1) => protein ICP0 - jeden z prvních virových proteinů, který se projevuje při reaktivaci z latence

  • Aktivita ICP0 je závislá na své lokalizaci v jaderné struktuře, známé jako ND10

  • Přítomnost ICP0 vede k degradaci dvou hlavních ND10 komponent -antigenu promyelocytické leukémie (PML) a Sp100 - a tím k rozpadu ND10(někdy pod názvem POD)


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

  • Nutný aspekt pro funkci ICP0 proteinu – RING-fingers(Really Interesting Gene) na N-terminálním konci

  • RING-fingers usnadňují transfer ubikvitinu (nebo molekul jemu podobných) z E2 enzymu na heterologní substráty

  • Proteiny obsahující RING-fingers vytváří největší známé třídy E3 ligáz a objevují se v mnoha buněčných procesech


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

  • Ztráta funkcí RING-prstů - devastující efekt na většinu aktivit proteinu

  • Přesto zůstává zachována C-terminální část, která obsahuje jaderný lokalizační signál (NLS) a vazebnou stranu pro ubikvitin specifickou proteázu USP7

  • USP7 se zapojuje do deubikvitinace a stabilizace p53 =>oddělení tohoto proteinu od ICP0 může být důvod změny aktivity p53

  • Mj. cílovými proteiny ICP0 jsou katalytické podjednotky DNA-PK a dva proteiny centromer CENP-A a CENP-C


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

  • ICP0 může takévázat a stabilizovat cyklin D3a přemísťovat ho do ND10

  • To způsobuje tvorbu aktivního komplexu cyklinu D3 a cyklické dependentní kinázy 4 (cdk4), kterýfosforyluje pRb supresor tumoru => podpora progrese G1 fáze

  • Jedna z funkcí tohoto komplexu je podporovat ubikvitinaci a degradaci cyklinu D1

  • D cykliny jsou normálně uplatněny v podpoře přechodu buněčného cyklu přes G1 až S fáze, takže další vysoké hladiny těchto proteinů by pravděpodobně držely hostitelskou buňku ve stavu replikační pohotovosti, což je ideální prostředí pro replikaci geonomu viru


Shrnut modelu hps 1 vs icp0

Shrnutí modelu (HPS)-1 vs ICP0

  • ICP0 tedy interaguje s 26S proteazomem dvěma způsoby: RING-prsty se uplatňují jako E3, což vede k degradaci komponent ND10 a centromer, a tím k napomáhání virové transkripci

  • Doména C-terminálního konce působí jako pseudo-E3, kompetitivně inhibující proteazomální degradaci cyklinu D1, což podporuje buněčné prostředí, které je prospěšné virové replikaci DNA


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

•Infekce virem Herpes simplex (HSV-1) - buněčný protein ICP0 navozuje degradaci PML a Sp100, zprostředkovanou interakcí E2 enzymu (UbcH5a/H6) s RING sekvencí

• C-terminální polovina ICP0 také interaguje s další součástí enzymu E2 cdc34, která je obsažena v D1 cyklinu

• ICP0 stabilizuje D cykliny, díky čemuž se může chovat jako pseudo-E3 enzym


3 b adenovirus vs e 4 orf 6 e 1b55k cullin komplex

3.B Adenovirus vs E4-orf6-E1B55k-cullin komplex

  • V buňce infikované a transformované adenovirem je hladina p53 snížena

  • Důvodem - asociace virových proteinů E155K a E4orf6 proteinu s p53

  • E155K a E4orf6 se vážou na p53 svými N a C konci, a naopak, cože vede k proteazom dependentní redukci délky života proteinu p53 na polovinu


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

  • Systém využívá von Hippel-Lindau (VHL) tumor-supresorového komplexu

  • Jeho součástí - Elongin BC, na který se váže E4orf6 protein, a rodina látek zvané culliny a Rbx1

  • Celý komplex = E2 ubikvitin ligáza, která je posilována E1B55K s cílem degradace p53 zprostředkované proteazomem


Viry a 26s proteazom cesta k destrukci

• Ubikvitin ligázový komplex E1B55K-E4orf6-cullin navozuje degradaci p53 tumor-supresorového proteinu

• E1B55K a E4orf6 se oba přímo vážou na p53


4 z v r

4. Závěr

  • Užití proteazomu různými virovými proteiny zdůrazňuje centrální důležitost buněčných cest pro mnoho úspěšných virových infekcí.

  • Za normálních podmínek by tumor-supresorový protein p53 zastavil abnormální proliferacibuněk a/nebo navodil apoptózu, přesto v některých situacích dochází k transformacím a malignitám.

  • Hlavními cíly je prozkoumat a využít degradační strategie virů v terapii rakoviny a antivirové terapii celkově.


  • Login