Введение

Протоонкоген, производный от полиомавируса SV40.

Большой T-антиген SV40 (Simian Vacuolating Virus 40 TAg) – это гексамерный белок, являющийся доминантно действующим онкопротеином, производным от полиомавируса SV40. TAg способен индуцировать злокачественную трансформацию различных типов клеток. Трансформирующая активность TAg в значительной степени обусловлена нарушением им функции белков-супрессоров опухолей ретинобластомы (pRb) и p53. Кроме того, TAg связывается с несколькими другими клеточными факторами, включая транскрипционные коактиваторы p300 и CBP, что может способствовать его трансформационной функции. Аналогичные белки от родственных вирусов обычно известны как крупный T-антиген. TAg является продуктом раннего гена, транскрибируемого во время вирусной инфекции SV40, и участвует в репликации вирусного генома и регуляции клеточного цикла хозяина. SV40 – это вирус с двухцепочечной кольцевой ДНК, принадлежащий к семейству Polyomaviridae (ранее Papovavirus), роду Orthopolyomavirus. Полиомавирусы инфицируют широкий спектр позвоночных и вызывают солидные опухоли в различных локализациях. SV40 был выделен Свитом и Морисом Хиллеманом в 1960 году в первичных культурах клеток почки обезьяны, используемых для выращивания OPV Сабина.

Домены

TAg содержит CUL7-связывающий домен, TP53-связывающий домен, цинковый палец и домен Superfamily 3 ATPase/Helicase. В его структуре присутствуют два мотива: один – сигнал для ядерной локализации, другой – мотив LXCXE.

Механизм

После проникновения в клетку вирусные гены транскрибируются РНК-полимеразой II клетки-хозяина с образованием ранних мРНК. В связи с относительной простотой генома полиомавирусы в значительной степени зависят от клетки в отношении транскрипции и репликации генома. Цис-действующий регуляторный элемент, окружающий начало репликации, направляет транскрипцию, а Т-антиген направляет как транскрипцию, так и репликацию. Репликация ДНК SV40 инициируется связыванием большого Т-антигена с областью начала репликации генома. Функция Т-антигена регулируется фосфорилированием, которое ослабляет его связывание с началом репликации SV40. Белок-белковые взаимодействия между Т-антигеном и ДНК-полимеразой альфа непосредственно стимулируют репликацию вирусного генома. Т-антиген также связывается и инактивирует белки-супрессоры опухолей (p53, p105 Rb). Это приводит к выходу клеток из фазы G1 и переходу в фазу S, что способствует репликации ДНК. Геном SV40 очень мал и не кодирует всей информации, необходимой для репликации ДНК. Поэтому для клетки-хозяина необходимо войти в фазу S, когда клеточная ДНК и вирусный геном реплицируются одновременно. Таким образом, помимо усиления транскрипции, еще одна функция Т-антигена заключается в изменении клеточной среды для обеспечения репликации вирусного генома.

Сигнал ядерной локализации

SV40 большой T-антиген использовался в качестве модельного белка для изучения ядерных локализационных сигналов (NLS). Он импортируется в ядро посредством взаимодействия с импортином α. Последовательность NLS – PKKKRKV. Диагностический шаблон для домена с высоким аффинитетом связывания с pRb был уточнен с использованием программы индукции шаблонов на основе искусственного интеллекта, работающей на массивно-параллельном суперкомпьютере (Connection Machine 2). Мотив характеризуется остатком Asp, Asn или Thr, за которым следуют три инвариантные аминокислоты, разделенные неконсервативными аминокислотами (обозначаемыми как x, где x не может быть остатком Lys или Arg). Например, мутация инвариантного Glu в позиции 107 в Lys 107 полностью подавляет трансформирующую активность. Была продемонстрирована биофизическая основа взаимодействия между этим участком T-антигена и pRb. Остатки T-антигена с 103 по 109 образуют протяженную петлевую структуру, которая плотно связывается в поверхностной борозде pRb. Вероятно, это связано с тем, что на поверхности связывания pRb имеется шесть лизиновых остатков, которые будут отталкивать положительно заряженные остатки внутри или по краям последовательности Leu – x – Cys – x – Glu.