Rev（HIV）

REVタンパク質はRRE mRNAに結合している
上記は、env 遺伝子の mRNA 上の RRE に HIV-1 REV が結合して形成される RNP 複合体です。灰色で強調表示されているのは RNA 結合ドメインの ARM で、緑色で表示されているのは二次ステムループのような構造を持つ mRNA です (PDB 4PMI)。
識別子
シンボル	反逆
パム	PF00424
インタープロ	著作権
SCOP2	484d / スコープ / SUPFAM
利用可能なタンパク質構造: パム   構造 / ECOD   ＰＤＢ RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBサム 構造の概要

Rev は、 HIV-1 (および他のレンチウイルス) タンパク質発現の調節に不可欠なトランス活性化タンパク質です。核局在シグナルはrev遺伝子にコード化されており、これにより Rev タンパク質は核に局在し、そこでスプライスされていない mRNA および不完全にスプライスされたmRNAの輸出に関与します。Rev がない場合、HIV-1 後期 (構造) 遺伝子の mRNA は核内に保持され、翻訳が妨げられます。

gagおよびenv mRNAの翻訳に関与する新しいタンパク質が発見されました。この未知のタンパク質は、調節配列の抑制を解除することによって機能し、Art (anti-repression transactivator) と名付けられました。 ^{[1]その後の研究では、このタンパク質が}RNA スプライシング機構 の調節に関与していることが示唆されました。そのため、タンパク質の名前は Art から Trs (transregulator of splicing) に変更されました。^[2]最新の研究では、このタンパク質が HIV-1 タンパク質の調節において複数の機能を持つことが示され、その名前は Rev (regulator of expression of virion protein) に変更されました。これは、より一般的にその機能を表しています。^[3]

Revは13kDaのタンパク質[4]で、 116^個のアミノ酸で構成されています。^[5] Revの配列には、核への輸入と輸出に寄与する2つの特定のドメインが含まれています。このタンパク質は通常、四量体として機能します。^[要出典]

Rev のN末端領域には、アルギニンを多く含む配列が含まれています。アルギニンを多く含むモチーフ (ARM) は、rev遺伝子のアミノ酸38 ～ 49 の間にあり^[6]、α ヘリックス二次構造を形成します^[7]。ARMは、RNA 結合前に Rev タンパク質の多量体化を可能にする非常に特異的な配列です。1 つの塩基置換により、Rev のテトラマー形成能力が変わります^{[8] 。Rev のアルギニンを多く含むドメインは、} env遺伝子の下流のイントロンにあるHIV Rev 応答エレメント(RRE)の一部である rev 結合エレメント (RBE) と相互作用します^[9]。αヘリックス二次構造は、具体的にはヘリックス ループヘリックスモチーフと見なすことができ、これにより REV タンパク質が RRE RNA に安定して結合してリボ核タンパク質複合体を形成できます^{[10] 。このドメインには、}核局在化シグナルも含まれています^[11]。

Revの核外輸送シグナルはC末端領域^[13]の残基71-82 ^[12]に位置し、ロイシンに富んでいます。^[14] RevがRREを含むウイルスRNAに結合すると、細胞mRNAとは異なるメカニズムでmRNAが核から細胞質へ輸送されます。 ^[要出典]

HIV-1 調節タンパク質 (Rev を含む) は完全に処理された mRNA 転写物から翻訳されますが、構造タンパク質は不完全にスプライスされた転写物から翻訳されます。完全にスプライスされた転写物は、細胞 mRNA と同じメカニズムによって核から細胞質にエクスポートされます。ただし、ウイルス構造タンパク質を生成するには、不完全にスプライスされた mRNA をエクスポートするために Rev が必要です。^{[引用が必要]}

Revタンパク質のアルギニンに富むドメインには核局在シグナル（NLS）が含まれており、これによりRevは核内に入ることができる。核内に入るには、Rev多量体、Ran -GDP、およびインポーチン-β（核輸送因子）の結合が必要である。 ^[15] Rev NLSは、インポーチン-α内に存在するインポーチン-β結合部位の配列と非常に類似しており、^[16] Revとインポーチン-βの相互作用を可能にする。NLSはRNA結合に必要な配列と重複している。^[17]これにより、NLSがRREを含むmRNA転写物の輸出を妨げるのを防ぐことができる。^[要出典]

rev 応答エレメント (RRE) は、 HIV-1ゲノムの2 番目のイントロン、 env遺伝子のすぐ下流に位置する 240 塩基対の配列です。^[18] RRE は転座しても機能を維持しますが、同じ方向を維持する必要があります (反転できません)。RRE は、不完全に処理された mRNA 転写物によって保持されます。RRE の二次構造により、8 つのステムループが作成されます。Rev は最初にプリンに富むステムループ IIB に結合し、^[19]次にステムループ I の二次部位に結合します。^[20]

このプリンを多く含むステムループ IIB 内には、mRNA ステムループ二次構造の結果として形成される非標準的な塩基対があります。これらの塩基対には、グアニン-アデニン (それぞれヌクレオチド 47 と 73) とグアニン-グアニン (それぞれヌクレオチド 48～71) が含まれます。2 つの塩基対は、ARM-RNA 相互作用から離れた外側を向いた、積み重ねられていない膨らんだウリジンによって分離されています。

ARMにはR35とR39残基が含まれており、それぞれウラシル66、グアニン67、グアニン70の塩基と特異的に接触する。これらの塩基の反対側では、残基N40とR44がウラシル45、グアニン46、グアニン47、アデニン73のヌクレオチドと塩基特異的に接触する。これらの安定化接触に加えて、ARM内の追加のArg残基とT34がmRNAの塩基と非特異的に接触する。^[21]

RRE配列はシス作用性であり、細胞質内のenv mRNAレベルを高めるために必要である。 ^[22] RREはRevタンパク質の多量体化も促進し、これはRevの結合と機能に必要である。^[23] Revタンパク質はRREでスプライスされていないgagとpol転写物と不完全にスプライスされたenv、vif、vpr、vpu転写物に結合し、細胞質への輸出を促進する。^[24]

Rev は細胞質と核の間を絶えず往復している。Rev の往復は、核局在シグナルと核外輸送シグナルによって制御されている。Rev が核内に入ると、Ran-GDP はRan-GTP にリン酸化され、輸入複合体が分解される。分解されると、Rev の NES は、不完全にスプライスされた転写物内の RRE 配列でCRM1 (エクスポーチン-1) およびRan -GTP と新しい複合体を形成する。複合体の組み立て後、イントロンを含む RNA は核から細胞質に輸出される。^[25] pre-mRNA が細胞質に入ると、Rev は解離し、NLS が露出する。^{[26] NLS が露出すると、Rev は}インポーチン-βと相互作用して、Rev を核に戻すことができる。^{[引用が必要]}

RevによるウイルスRNAの輸出は、細胞mRNAの輸出メカニズムとは対照的に、 snRNAおよび5s rRNAの輸出メカニズムに似ています。Revは、通常は核内に留まるpre-mRNA転写物の輸出を促進することができ、これはRev NESが核保持よりも優勢であることを示唆しています。^[27]

Rev は転写後に構造遺伝子の発現を正に制御し、調節遺伝子の発現を負に制御する。 Rev はgag、pol、およびenv の発現を正に制御する。 Rev を介した核からの輸出は構造 mRNA ( gag、pol、およびenv ) の細胞質レベルを増加させる。^[28] Gag、pol、およびenv の発現は Rev が存在しない場合には低く、Rev が存在する場合には高い。 ^{[29] Rev は}負のフィードバックループを作り出してRev 産生を制御することにより、調節遺伝子 ( revおよびtat ) の発現を負に制御する。 Rev タンパク質レベルが、エンコードされたHIV-1ゲノムの所定量に必要なレベルよりも高い場合、Rev 産生は減少する。Rev はまた、スプライシングされる前に pre-mRNA を輸出することにより、完全にスプライシングされたウイルス メッセージの発現量を減少させる。 Revは核と細胞質の間を絶えず行き来するため、少量のタンパク質でも多くのmRNA転写産物に影響を与えることができる。初期ウイルス遺伝子量と後期ウイルス遺伝子量の適切なバランスを維持することで、ウイルス粒子の生産が全体的に増加する。^[30]

HIV-1 遺伝子は、完全にスプライスされたRNAまたはイントロンを含むRNAから発現される。完全にスプライスされたmRNA（初期の調節遺伝子）の輸出は、細胞mRNAの通常の輸出と同じ方法で起こる。一方、後期構造タンパク質をコードするスプライスされていないmRNAと不完全にスプライスされたmRNAはRevに依存している。Revタンパク質は完全にスプライスされた転写産物から初期遺伝子として発現されるため、後期構造タンパク質の発現は、初期量のRevが生成されるまで発生しない。^[31]

Rev は HIV-1 の複製に絶対的に必要であり、感染初期に発現するため、抗ウイルス療法の優れた標的となることが示唆されている。^{[引用が必要]}

レプトマイシンB（LMB）はCRM1に結合し、輸出に必要な複合体（CRM1/NES/RanGTP/RRE）の形成を防ぎ、最終的に不完全にスプライスされたRNAの生成を減少させます。^{[32] [33]したがって、}ウイルス粒子の組み立て に必要な構造タンパク質は生成されません。

様々な有機化合物がRev/RRE相互作用を標的とする能力を持つことが示されている。ネオマイシンB、ジフェニルフランカチオン、プロフラビンは、RevがRRE配列に結合するのを防ぐことができる小分子である。^{[34] [35] [36]} Revがpre-mRNA上のRREに結合できない場合、RNAは細胞質に輸出されず、必要な構造タンパク質が不足することになる。^[要出典]

他の治療法は、 HIV-1感染の必須成分であるRevタンパク質自体を標的としています。M10はRevの変異型であり、1つのアミノ酸置換（アスパラギン酸からロイシン）があります。細胞に送達されると、Rev M10はRRE結合部位をめぐって野生型Revタンパク質と競合し、Revの正常な細胞機能を低下させます。^[37]

ジヒドロバルト酸もRev輸出阻害同族体として同定された。^[要出典]