Proteína de fusão de membrana - Membrane fusion protein

As proteínas de fusão de membrana (não devem ser confundidas com proteínas quiméricas ou de fusão ) são proteínas que causam a fusão de membranas biológicas . A fusão da membrana é crítica para muitos processos biológicos, especialmente no desenvolvimento eucariótico e entrada viral . As proteínas de fusão podem se originar de genes codificados por vírus envoltos infecciosos , retrovírus antigos integrados ao genoma do hospedeiro ou apenas pelo genoma do hospedeiro. As modificações pós-transcricionais feitas às proteínas de fusão pelo hospedeiro, nomeadamente adição e modificação de glicanos e grupos acetil , podem afetar drasticamente a fusogenicidade (a capacidade de fusão).

Fusão em eucariotos

Os genomas eucarióticos contêm várias famílias de genes , de origem viral e hospedeira , que codificam produtos envolvidos na condução da fusão da membrana. Enquanto as células somáticas adultas normalmente não sofrem fusão de membrana em condições normais, gametas e células embrionárias seguem vias de desenvolvimento para conduzir não espontaneamente a fusão de membrana, como na formação da placenta , formação de sinciciotrofoblasto e neurodesenvolvimento . As vias de fusão também estão envolvidas no desenvolvimento dos tecidos musculoesqueléticos e do sistema nervoso . Os eventos de fusão de vesículas envolvidos no tráfego de neurotransmissores também dependem da atividade catalítica das proteínas de fusão.

Família SNARE

A família SNARE incluem bona fide proteínas eucarióticas de fusão. Eles são encontrados apenas em eucariotos e seus parentes arqueados mais próximos, como Heimdallarchaeota .

Retroviral

Essas proteínas se originam do gene env de retrovírus endógenos . São proteínas de fusão de classe I virais domesticadas.

Família HAP2

O HAP2 é uma proteína de fusão viral domesticada de classe II encontrada em diversos eucariotos, incluindo Toxoplasma , agrião e moscas-das-frutas. Essa proteína é essencial para a fusão de gametas nesses organismos.

Fusão viral patogênica

Os vírus envelopados superam prontamente a barreira termodinâmica da fusão de duas membranas plasmáticas, armazenando energia cinética em proteínas de fusão (F). As proteínas F podem ser expressas independentemente nas superfícies das células hospedeiras que podem (1) conduzir a célula infectada a se fundir com células vizinhas, formando um sincício , ou (2) ser incorporadas em um vírion brotando da célula infectada que leva à emancipação completa da membrana plasmática da célula hospedeira. Alguns componentes F apenas conduzem a fusão, enquanto um subconjunto de proteínas F pode interagir com fatores do hospedeiro . Existem quatro grupos de proteínas de fusão categorizados por sua estrutura e mecanismo de fusão.

Classe I

As proteínas de fusão de classe I se assemelham à hemaglutinina do influenzavírus em sua estrutura. Após a fusão, o sítio ativo possui um trímero de bobinas helicoidais α. O domínio de ligação é rico em hélices α e peptídeos de fusão hidrofóbicos localizados próximo ao terminal N. A alteração da conformação da fusão pode frequentemente ser controlada pelo pH.

Classe II

As proteínas de classe II são dominantes nas folhas β e os sítios catalíticos estão localizados na região central. As regiões peptídicas necessárias para conduzir a fusão são formadas a partir das voltas entre as folhas β.

Classe III

As proteínas de fusão de classe III são distintas de I e II. Eles normalmente consistem em 5 domínios estruturais, onde os domínios 1 e 2 localizados na extremidade C-terminal geralmente contêm mais folhas β e os domínios 2-5 mais próximos do lado N-terminal são mais ricos em hélices α. No estado de pré-fusão, os domínios posteriores aninham e protegem o domínio 1 (ou seja, o domínio 1 é protegido pelo domínio 2, que está aninhado no domínio 3, que é protegido pelo domínio 4). O domínio 1 contém o sítio catalítico para a fusão da membrana.

Classe IV

As proteínas de fusão de classe IV, mais conhecidas como pequenas proteínas transmembrana associadas à fusão (FAST), são o menor tipo de proteína de fusão. Eles são encontrados em reovírus , que são vírus sem envelope e são especializados em fusão célula-célula em vez de fusão vírus-célula, formando sincícios . Eles são as únicas proteínas de fusão de membrana conhecidas encontradas em vírus sem envelope.

Exemplos

Proteína de fusão Abreviação Classe Família de vírus Vírus de exemplo Referência
Proteína de pico de coronavírus S eu Coronaviridae SARS-CoV , SARS-CoV-2
Glicoproteína ebolavírus GP eu Filoviridae Zaire - , Sudão- ebolavírus , Marburgvirus
Glicoproteína 41 Gp41 eu Retroviridae HIV
Hemaglutinina H, HA, HN eu Orthomyxoviridae , Paramyxoviridae Vírus da gripe , vírus do sarampo , vírus da caxumba
Proteína E1 do envelope de alfavírus E1 II Togaviridae Vírus da floresta Semliki
Proteína do envelope de flavivírus E II Flaviviridae Vírus da dengue , vírus do Nilo Ocidental
Glicoproteína B de herpesvírus gB III Herpesviridae HSV-1
VSV G G III Rhabdoviridae Vírus da estomatite vesicular , lissavírus da raiva
Pequena proteína transmembrana associada à fusão VELOZES 4 Reoviridae Ortoreovírus aviário

Veja também

Referências

links externos