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グループ特異抗原、またはgagは、オルターウイルス（カリモウイルス科を除く）のコア構造タンパク質を含むポリタンパク質です。科学者が抗原性があると信じていたため、このように命名されました。現在では、gag は外側に露出しているエンベロープではなく、内殻を構成していることがわかっています。gag はウイルス構造のすべての構造単位を構成し、成熟したウイルス粒子を支える枠組みを提供します。
すべてのオルソレトロウイルスgagタンパク質は、プロテアーゼ（PRまたはプロ）によってMA（マトリックス）、CA（カプシド）、NC（ヌクレオカプシド）部分に処理され、場合によってはそれ以上に分解されます。[1] Gagがサブユニットに切断されなかった場合、ウイルス粒子は成熟せず、感染性を失います。
これは、gag-onc融合タンパク質の一部を構成します。
HIVのギャグ
| ギャグポリタンパク質 | |||||||
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| 識別子 | |||||||
| 生物 | |||||||
| シンボル | ギャグ | ||||||
| ユニプロット | P04591 | ||||||
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番号体系
慣例により、HIVゲノムはHIV-1グループMサブタイプB参照株HXB2に従って番号が付けられています。[2]
転写とmRNA処理
ウイルスが標的細胞に侵入すると、ウイルスゲノムは宿主細胞のクロマチンに組み込まれます。その後、 RNAポリメラーゼIIが9181ヌクレオチドの全長ウイルスRNAを転写します。HIV Gagタンパク質は、HIV gag遺伝子、HXB2ヌクレオチド790-2292によってコードされています。[2]
マサチューセッツ
HIV p17マトリックスタンパク質 (MA) は、132 個のアミノ酸からなる17 kDaのタンパク質で、Gag ポリタンパク質の N 末端を構成しています。このタンパク質は、その高塩基性領域 (HBR) を介してPI(4,5)P2と相互作用し、Gag ポリタンパク質を細胞膜に誘導する役割を担っています。[3] HIV MA は、組み立てられたウイルス内で HIV 膜貫通糖タンパク質gp41とも接触し、実際に Env 糖タンパク質をウイルスの出芽部位に誘導する上で重要な役割を果たしている可能性があります。[要出典]
Gagがリボソーム上で翻訳されると、Gagポリタンパク質はN末端グリシン残基でN-ミリストイルトランスフェラーゼ1によってミリストイル化される。これは細胞膜標的化にとって重要な修飾である。膜非結合型では、MAミリストイル脂肪酸テールはMAタンパク質のコアにある疎水性ポケットに隔離されている。[3]
MA HBR による細胞膜 PI(4,5)P2 の認識により、「ミリストイルスイッチ」が活性化され、ミリストイル基が MA の疎水性ポケットから押し出され、細胞膜に埋め込まれます。[3]ミリストイルスイッチの活性化と並行して（あるいは同時に）、 PI(4,5)P2のアラキドン酸部分が細胞膜から抽出され、MAの表面のチャネル（MAミリストイル基が以前に占めていたものとは異なる）に結合します。[3] HIV Gagは、1) MA HBRとPI(4,5)P2イノシトールリン酸との間の相互作用、2) MAの押し出されたミリストイル末端と細胞膜の疎水性内部との間の相互作用、および3) PI(4,5)P2アラキドン酸部分とMA表面に沿った疎水性チャネルとの間の相互作用の3つの相互作用を介して膜表面にしっかりと結合します。[要出典]
カナダ
p24 カプシドタンパク質( CA) は、未処理の HIV Gag ポリタンパク質の MA の C 末端に融合した 24 kDa のタンパク質です。ウイルスが成熟すると、CA はウイルスカプシドを形成します。CA には、C 末端ドメイン (CTD) と N 末端ドメイン (NTD) という 2 つの一般的なドメインがあります。CA CTD と NTD は、HIV の出芽とカプシド構造において異なる役割を果たします。[引用が必要]
ウェスタンブロット検査を使用して HIV 感染を検出する場合、p24 はgp120 /gp160 およびgp41とともに検査される 3 つの主要なタンパク質の 1 つです。
MA、IN、VPR、cPPTはこれまでHIVが非分裂細胞を標的とする能力の要因として関与していることが示唆されていたが、CAは非分裂細胞におけるレトロウイルスの感染性の主な決定因子であることが示されており、これはレンチウイルス遺伝子治療における挿入変異を回避するのに役立つ鍵となる。[4]
SP1
スペーサーペプチド1（SP1、以前は「p2」）は、CAとNCの間に介在する14アミノ酸のポリペプチドです。CA-SP1ジャンクションの切断はウイルス成熟の最終段階で、これによりCAがウイルスカプシドに凝縮されます。SP1は溶液中では構造化されていませんが、極性の低い溶媒が存在する場合、またはポリペプチド濃度が高い場合は、αヘリックス構造をとります。[5]科学的研究では、CA（24 kDa）のウェスタンブロットで、25 kDaバンド（切断されていないCA-SP1）の相対的な存在が高いことから、成熟の欠陥が示されることがあります。SP1はHIV粒子の組み立てに重要な役割を果たしていますが、[5]その役割の正確な性質とSP1構造ダイナミクスの生理学的関連性は不明です。
ノースカロライナ
HIV ヌクレオカプシドタンパク質 (NC) は、Gag ポリタンパク質に含まれる 7 kDa のジンクフィンガータンパク質で、ウイルス成熟後にウイルスヌクレオカプシドを形成します。NC は、全長ウイルスゲノム RNA を新生ウイルス粒子にリクルートします。[引用が必要]
SP2
スペーサーペプチド 2 (SP2、以前は「p1」) は、Gag タンパク質 NC と p6 を分離する、機能が不明な 16 アミノ酸のポリペプチドです。
6ページ
HIV p6は、Gagポリタンパク質のC末端にある6kDaのポリペプチドです。[6]細胞タンパク質TSG101 （ ESCRT-Iの構成要素）とALIXをリクルートして、ウイルス粒子の細胞膜からの出芽を開始します。成熟ウイルスにおけるp6の機能は知られていません。[要出典]
内因性レトロウイルスでは
ヒト内因性レトロウイルスKとヒト内因性レトロウイルスWのコピーは両方とも、通常は損傷したgag遺伝子を持ち、広く発現しています。多発性硬化症やその他の神経疾患に関与しているのではないかと推測されてきた長い歴史があります。[7]
他のウイルスでは
| スプマウイルスギャグタンパク質 | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| シンボル | ギャグスプマ | ||||||||
| パム | PF03276 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
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Spumaretrovirinae（例：P14349）およびMetaviridae（例：Q86TG7 ）のgag遺伝子は、認識可能な核カプシド部分のみを持ちます。また、ミリストイル化配列も欠いています。[8]
スプマレトロウイルス（SV）gagはオルトレトロウイルスgagと関連があり、構造研究ではN末端ドメインの一部が典型的なカプシドタンパク質と機能的および構造的に相同性を持っていることが示されている。[9] SV gagはオルトレトロウイルスgagのように処理されず、C末端の小さな3kDaの切断のみが必要であり、他の切断部位は一般的に非効率的である。[10]
メタウイルス（MV、Ty3/gypsy）gagも、構造的に相同なカプシドタンパク質を持つことが知られています。各カプシドは540個のタンパク質から組み立てられています。オルソレトロウイルスCAタンパク質とは異なり、劇的な成熟を必要としません。[11]動物の活動調節細胞骨格関連タンパク質（ARC）遺伝子は、メタウイルスgagから再利用されました。[12]この遺伝子は、神経可塑性の重要な部分である神経細胞間のmRNAの輸送を担っています。これは、TetrapodaとDrosophilaで独立して発生しました。[13]
カリモウイルス科のメンバーは、カプシドを含む ORF にgag が割り当てられることはめったにありませんが、CP-PRO-POL レイアウトは標準的なgag - pol設定との類似性を示しています。パーツがポリタンパク質にくっつくかどうかは属によって異なります。[引用が必要]
参照
参考文献
- ^ Coffin JM、Hughes SH、Varmus HE (1997)。「遺伝子構成」。レトロウイルス。Cold Spring Harbor Laboratory Press。
- ^ ab 「HIVゲノムのランドマーク」ロスアラモス国立研究所。 2013年11月4日閲覧。
- ^ abcd Lalonde MS、Sundquist WI（2012年11月）。「HIV はどのようにドアを見つけるのか」。米国科学アカデミー紀要。109 （46）：18631–2。Bibcode ：2012PNAS..10918631L。doi ： 10.1073 / pnas.1215940109。PMC 3503163。PMID 23118338。
- ^ Yamashita M, Emerman M (2004 年 6 月). 「カプシドは非分裂細胞におけるレトロウイルスの感染性の主な決定因子である」. Journal of Virology . 78 (11): 5670–5678. doi :10.1128/JVI.78.11.5670-5678.2004. PMC 415837. PMID 15140964 .
- ^ ab Datta SA、Temeselew LG、Crist RM、Soheilian F、Kamata A、Mirro J、et al. (2011年5月)。「HIV-1粒子アセンブリにおけるSP1ドメインの役割：分子スイッチ？」Journal of Virology。85（9）：4111–21。doi ：10.1128/ JVI.00006-11。PMC 3126284。PMID 21325421 。
- ^ Solbak SM、Reksten TR、Hahn F、Wray V、Henklein P、Henklein P、他 (2013 年 2 月)。「HIV-1 p6 - 構造化から柔軟性までを備えた多機能膜相互作用タンパク質」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes。1828 ( 2)。Elsevier BV: 816–23。doi : 10.1016 /j.bbamem.2012.11.010。PMID 23174350。
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- ^ Müllers E (2013年3月). 「泡沫ウイルスのGagタンパク質：何がそれらを異なるものにするのか？」.ウイルス. 5 ( 4): 1023–41. doi : 10.3390/v5041023 . PMC 3705263. PMID 23531622.
- ^ Dodonova SO、Prinz S、Bilanchone V、Sandmeyer S、Briggs JA (2019年5月)。「Ty3/Gypsyレトロトランスポゾンカプシドの構造とレトロウイルスの進化」。 米国科学アカデミー紀要。116 ( 20): 10048–10057。doi : 10.1073/ pnas.1900931116。PMC 6525542。PMID 31036670。
- ^ Cottee MA、Letham SC、 Young GR、Stoye JP 、 Taylor IA（2020年1月）。「Drosophila melanogaster ARC1はレトロウイルスGagの特徴を 持つ再利用分子を明らかにする」。Science Advances。6 （ 1）：eaay6354。doi ：10.1126/ sciadv.aay6354。PMC 6938703。PMID 31911950。
- ^ Parrish NF、 Tomonaga K (2018年1月)。「後生動物の記憶のためのウイルス（アーク）ハイブ」。Cell。172 （ 1–2 ）：8–10。doi ：10.1016/j.cell.2017.12.029。PMID 29328922。