SV40ラージT抗原

SV40ラージT抗原
SV40 T ヘリカーゼドメインヘキサマー、シミアンウイルス。
識別子
生物	サルウイルス40
シンボル	?
ユニプロット	P03070
検索する 構造 スイスモデル ドメイン インタープロ

SV40ラージT抗原（サル空胞形成ウイルス40 TAg）は、ポリオーマウイルスSV40由来の優性作用性腫瘍タンパク質である六量体タンパク質である。TAgは、様々な細胞型の悪性形質転換を誘発することができる。TAgの形質転換活性は、主に網膜芽細胞腫（pRb）^[1]およびp53腫瘍抑制タンパク質の撹乱によるものである。^[2]さらに、TAgは転写共活性化因子p300およびCBPを含むいくつかの他の細胞因子に結合し、その形質転換機能に寄与している可能性がある。^[3]関連ウイルスの同様のタンパク質は、一般に ラージ腫瘍抗原として知られている。

TAgは、SV40によるウイルス感染中に転写される初期遺伝子の産物であり、ウイルスゲノムの複製と宿主細胞周期の調節に関与している。SV40は、ポリオーマウイルス科（旧パポバウイルス）オルソポリオーマウイルス属に属する二本鎖の環状 DNAウイルスである。ポリオーマウイルスはさまざまな脊椎動物に感染し、複数の部位に固形腫瘍を引き起こす。SV40は、1960年にスウィートとモーリス・ヒルマンによって、セービンOPVの増殖に使用されていた初代サル腎臓細胞培養で単離された。^[4]

TAgはCUL7結合ドメイン、TP53結合ドメイン、ジンクフィンガー、スーパーファミリー3 ATPase/ヘリカーゼドメインを持っています。TAgには2つのモチーフがあり、1つは核局在シグナル用、もう1つはLXCXEモチーフです。^[5]

細胞に侵入した後、ウイルス遺伝子は宿主細胞のRNAポリメラーゼIIによって転写され、初期のmRNAを生成します。ゲノムが比較的単純なため、ポリオーマウイルスは転写とゲノム複製を細胞に大きく依存しています。複製起点を囲むシス作用調節要素が転写を指示し、T抗原が転写と複製を指示します。

SV40 DNA の複製は、大きな T 抗原がゲノムの起点領域に結合することによって開始されます。T 抗原の機能はリン酸化によって制御され、SV40 起点への結合を弱めます。T 抗原と DNA ポリメラーゼ α 間のタンパク質間相互作用が、ウイルス ゲノムの複製を直接刺激します。

T抗原は腫瘍抑制タンパク質（p53、p105-Rb）にも結合して不活性化します。これにより、細胞はG1期を終えてS期に入り、DNA複製が促進されます。

SV40 ゲノムは非常に小さく、DNA 複製に必要なすべての情報をコード化しているわけではありません。したがって、宿主細胞がS 期に入ることが必須であり、このとき細胞 DNA とウイルスゲノムが一緒に複製されます。したがって、転写の増加に加えて、T 抗原のもう 1 つの機能は、ウイルスゲノムの複製を可能にするために細胞環境を変更することです。

SV40ラージT抗原は、核局在シグナル（NLS）を研究するためのモデルタンパク質として使用されています。^[6]インポーチンαとの相互作用によって核内に輸入されます。^[7] NLS配列はPKKKRKVです。^[6]

SV40 ラージ TAg、他のポリオーマウイルスラージ T 抗原、アデノウイルスE1a タンパク質、および発癌性 ヒトパピローマウイルスE7 タンパク質は、高親和性pRb結合ドメインをコードする構造モチーフを共有しています。^{[8] [9]} 高親和性 pRb 結合ドメインの診断パターンは、超並列スーパーコンピュータ( Connection Machine -2) で実行される人工知能パターン誘導プログラムを使用して改良されました。^[9] このモチーフは、Asp、Asn 、またはThr残基の後に 3 つの不変アミノ酸が続き、非保存アミノ酸 (x で指定、x はLysまたはArg残基ではない) が点在していることが特徴です。^[9] pRb 結合ドメインのカルボキシ末端には、負に帯電した領域が頻繁に続きます。^[9]

{ Asp / Asn / Thr } – Leu – x – Cys – x – Glu – x – ... {負に帯電した領域}

このモチーフでは、疎水性および静電特性が高度に保存されています。たとえば、局所的な疎水性の最大値は、不変のLeu残基の近傍で発生します。 [ ^9] 正味の負電荷は、不変のLeu残基のアミノ末端の3残基以内に発生します。さらに、正に帯電したアミノ酸（LysまたはArg ）は、 Leu – x – Cys – x – Glu配列内には見られず、この配列のすぐ隣の位置にも見られません。^[9] pRb結合モチーフと負に帯電した領域は、以下に示すように、残基102から始まり残基115で終わるSV40 TAgのセグメントと一致します。

– Asn – Leu – Phe – Cys – Ser – Glu – Glu – Met – Pro – Ser – Ser – Asp – Asp – Glu –

このセグメント（アミノ酸位置106～114を含む）内で変異を有するTAgタンパク質の機能研究では、特定の有害な変異が悪性形質転換活性を消失させることが実証されています。^[10]たとえば、位置107 の不変GluをLys -107に変異させると、形質転換活性が完全に消失します。^[10]このセグメント（アミノ酸位置105～114を含む）内の有害な変異は、変異TAgタンパク質種のpRbへの結合も損ないます。 ^[1]これは、形質転換活性とTAgのpRbへの結合能力との間に相関関係があることを示唆しています。^[1] 詳細なコンピューターバイオインフォマティクス分析^[9]およびX線結晶構造解析研究^[11]により、TAgのこの領域とpRb間の相互作用の生物物理学的根拠が実証されています。 TAg残基103から109は、pRbの表面溝にしっかりと結合する拡張ループ構造を形成します。^[11]結晶構造では、Leu -103はpRbのVal -714およびLeu -769の疎水性側鎖とファンデルワールス接触するように配置されています。^[11]また、いくつかの水素結合がTAg–pRb複合体を安定化させます。 [11]たとえば、Glu-107の側鎖は、 pRbのPhe -721およびLys -722の主鎖アミド基から水素を受け入れることによって水素結合を形成します。^[11] Glu -107からLys -107への変異は、これらの水素結合の喪失をもたらすと予想されます。^{[11]さらに、} Lys -107の側鎖はPhe -721またはLys -722のアミドとエネルギー的に不利な相互作用を起こし、^[11]複合体を不安定化させる可能性が高い。

強力な実験的証拠により、正に帯電したアミノ酸（LysまたはArg ）がLeu – x – Cys – x – Glu配列の近くに位置すると、pRBとの結合相互作用が著しく弱まることが確認されています。^{[12]これは、pRbの結合表面には6つのリジン残基があり、} Leu – x – Cys – x – Glu配列 内またはその両側にある正の残基をはじく傾向があるためと考えられます。^[12]

注目すべきことに、最もリスクの高い発癌性ヒトパピローマウイルス（HPV）株（16、18、31、45）は、上記の診断パターンと一致する高親和性pRb結合ドメインを特徴とするE7タンパク質をコードしている。^[9]