Советуем для ознакомления:

Инфекционные болезни:

Популярные разделы сайта:

Значение белка Tat в репликации ВИЧ

Tat представляет собой белок с мол. весом 23 кДа, получивший свое название из-за ведущей роли, которую он играет в процессе трансактивации транскрипции ВИЧ. Взаимодействуя с белками клетки, Tat способствует значительному усилению транскрипции вирусной РНК, действуя на Tat-чувствительный элемент (TAR - transactivation response element) в вирусных LTR.

Этот вирусный белок преимущественно выполняет функцию промотера элонгации мРНК. Взаимодействие комплекса фактора b элонгации позитивной транскрипции (P-TEFb) с комплексом Tat : TAR вызывает значительное усиление транскри-пии. P-TEFb состоит из циклина Т1, CDK9 и 7 SK snPHK.

Биологические функции Tat были детально исследованы в экспериментах с рекомбинантными вирусами SF2/SF13. Усиление репликации вирусов в мононуклеарных клетках из периферической крови и в клетках перевивной линии HUT 78 было связано с первым экзоном кодирующей области гена tat и являлось следствием отличия всего лишь по двум аминокислотным остаткам.

Замена одного из этих двух аминок-силотных остатков в белке TatSF13 приводила к уменьшению репликации вируса штамма SF13 (штамм с двойным тропизмом) до уровня репликации, характерного для родственного штамма Х4 SF2. Хотя первоначально считали, что белок Tat регулирует кинетику репликации вируса, более детальное изучение показало, что он существенно влияет на количество продуцируемого вируса.

При инфекции ВИЧ-1SF13 продукция инфекционных вирусных частиц почти вдвое превышает продукцию вируса при инфекции другим штаммом - ВИЧ-1SF2. Таким образом, более быстрая кинетика размножения вируса положительно коррелирует с увеличением количества продуцируемых новых вирионов и более быстрым распространением дочерних вирусов в культуре клеток. Результаты, полученные в исследованиях некоторых изолятов ВИЧ, указывают на то, что небольшие изменения регуляторного белка Tat могут сильно влиять на продукцию вируса.

Результаты дополнительных исследований химерных вирусов с использованием пробы с хлорамфеникол ацетилтрансферазой (CAT) говорят в поддержку влияния Tat-белков на «свои» LTRs. Было показано, что эффекты вирусного белка Tat зависят от типа клеток. Кроме того, оказалось, что LTRs вирусов изолятов, для которых характерен высокий уровень продукции дочерних вирионов вируса (SF13 и SF33), более чувствительны к действию TatSF2, чем LTRs-изолятов, для которых характерен низкий уровень продукции вирусов (SF2).

Кроме того, при сравнении LTRs трех различных вирусов не было обнаружено существенных различий в степени трансактивации под действием TatSF13. Несмотря на эти результаты, полученные в лабораторных экспериментах, при исследовании свежевыделенных вирусов от ВИЧ-инфицированных пациентов с различной скоростью прогрессироваемя заболевания, не было обнаружено существенных корреляций между скоростью прогрессии заболевания и особенностями TAR- и tat-областей в геномах вирусов.

Также были обнаружены различия в функционировании белков Tat от различных субтипов ВИЧ-1. Tat-белки ВИЧ-1 субтипов С и Е вызывали мощную трансактивацию, и Tat Е обладал большим временем полураспада в клетке и более эффективно взаимодействовал с TAR. Степень ассоциации циклина Т1 с Tat, по-видимому, играет важную роль в эффективности трансактивации.

Функции белка Tat при ВИЧ-инфекции

Tat принимает участие в большом количестве биологических процессов и работает на ранней стадии инфекционного процесса. Белок Tat высвобождается из инфицированных клеток и может легко захватываться другими клетками и влиять на их функционирование. Он содержит последовательности аминокислот, сходные с таковыми у В-хемокинов и, таким образом, может служить мощным хемоаттрактантом для моноцитов, базофилов и тучных клеток.

Белок Tat взаимодействует с теми же поверхностными рецепторами клетки, что и хемокины МСР-1, МСР-3 и эотаксин, и также может усиливать распространение вируса, увеличивая экспрессию рецепторов для хемокинов CCR5 и CXCR4. Растворимый Tat ингибирует взаимодействие вирусов биотипа Х4 с рецептором CXCR4 и может участвовать в селекции R5-вирусов в процессе ВИЧ-инфекции. Некоторые исследователи сообщали о том, что Tat способен локализоваться на мембране клетки, способствуя связыванию ВИЧ-1 с клеткой и/или его проникновению.

В отношении влияния белка Tat на функциоирование иммунной системы известно, что этот белок способствует увеличению экспрессии на клетках молекул главного комплекса гистосовместимости (МНС) и может усиливать продукцию цитокинов IL-12, TNF и В-хемокинов. Tat способствует созреванию дендритных клеток моноцитарного происхождения и выполнению ими антигенпредставляющей функции, активируя иммунные реакции 1 типа. В инфицированном организме или при введении в организм растворимого препарата белка Tat может происходить активация В- и Т-лимфоцитов, что вызвано с усиленным процессингом антигенов в антигенпредставляющих клетках и экспрессией на них эпитопов для цитотоксических Т-лимфоцитов.

Что касается функций В-клеток, было показано, что Tat тормозит пролиферацию неиммунных В-лимфоцитов и В-лимфоцитов памяти, но при этом стимулирует пролиферацию В-лимфоцитов в герминативных центрах периферических лимфоидных органов и тканей, индуцированную антителами к молекуле CD40 и IL-4. Таким образом, Tat может играть роль в развитии гипергаммаглобулинемии, которую закономерно наблюдют у ВИЧ-инфицированных пациентов и, возможно, в развитии у них В-клеточных лимфом.

Известно, что Tat обладает иммунносупрес-сивными свойствами. Он уменьшает экспрессию рецепторов для маннозы на моноцитах, действуя через промотер. Таким образом, этот белок ВИЧ может отчасти отвечать за нарушение фагоцитарной реакции макрофагов, а также других функций клетки, в том числе в отношении грибка Pneumocystis jiroveci (carinii). Tat стимулирует выработку IL-10 моноцитами периферической крови и тормозит иммунные реакции. При добавлении к мононуклеарным клеткам из периферической крови растворимый Tat подавляет продукцию IL-12.

С учетом результатов исследований продукции IL-12, которые были приведены выше, по-видимому, влияние Tat на выработку IL-12 зависит от относительной концентрации Tat. Tat также способен блокировать работу протеинкиназы R (PKR) и уменьшать выработку интерферона. В некоторых исследованиях было показано, что Tat вызывает апоптоз и блокирует активность NK-клеток.

Tat также может активировать экспрессию хемокинов МСР-1, IL-8 и IL-10 астроцитами. В этой связи в целом ряде работ исследуют его роль в ВИЧ-зависимых неврологических нарушениях, которая может быть связана как с хемоаттрактантной активностью, так и со взаимодействием с рецепторами к липопротеинам низкой плотности на нейронах. В этом случае Tat может активировать клетки через рецепторы к факторам роста эндотелия сосудов, что приводит к увеличению проницаемости клеток. Кроме того, Tat способен тормозить нейрональную эндопептидазу (неопросин), которая участвует в деградации b-амилоида и предотвращает его накопление и развитие деменции.

В общем специфическая активность Tat в клетках, по-видимому, зависит от интенсивности его экспрессии и типа инфицированных клеток. За такие проявления активности белка Tat, как трансактивация транскрипции вирусной мРНК и иммуносупрессия, отвечают разные домены молекулы Tat. Клиническое значение описанных проявлений активности вирусного белка Tat не известно. Экспрессия Tat человека у трансгенных мышей не приводила к развитию какой-либо выраженной патологии.

Недавно были получены данные, свидетельствующие о том, что, возможно, белок Tat подавляет такую природную функцию РНК, как silencing, действуя на фермент - рибонкулеазу Dicer, что приводит к нарушению правильного процессинга двухцепочечных молекул-предшественников РНК (коротких «шпилек») и непоявлению функционально активных регуляторных РНК.

При этом Tat, по-видимому, не связывается со «шпильками» РНК, но прямо атакует молекулу Dicer. Если это так, то существуют обоснованные перспективы использования препаратов siRNA в качестве средств антивирусной терапии.

Белки ВИЧ и их функции
b Номера соответствуют размерам белков, в килодальтонах
c Не обнаружен внутри вириона
d Обнаружен только в ВИЧ-1
e Закодирован только в ВИЧ-2. Возможно, является двойником Vpr
*Есть и другое мнение: NC (р7 или р9) выполняет роль шаперона для геномной РНК ВИЧ и защищает её от разрушения РНКазой Н.
**Rev выводит вирусную РНК несплайсированной из ядра, что дает возможность части РНК стать геномной для дочерних вирионов.
***Nef защищает зараженные клетки от преждевременного апоптоза; ингибирует на клетках экспрессию MHC-I, чем защищает инфицированные клетки от атаки цитотоксических Т-лимфоцитов.
****Vpr входит в состав преинтеграционного комплекса и обеспечивает продвижение этого комплекса в ядро

- Читать "Значение белка Nef в репликации ВИЧ"

Оглавление темы "Регуляция ВИЧ":
  1. Значение белка Rev в репликации ВИЧ
  2. Значение белка Tat в репликации ВИЧ
  3. Значение белка Nef в репликации ВИЧ
  4. Значение белков Vpr и Vpx в репликации ВИЧ
  5. Значение белка Vpu в репликации ВИЧ
  6. Геном ВИЧ ответственный за цитопатогенные свойства
  7. Геном ВИЧ ответственный за снижение экспрессии CD4
  8. Успехи изучения генома ВИЧ
  9. Резюме по белкам ВИЧ ответственным за его свойства
  10. Влияние ВИЧ на костный мозг

Популярное среди пользователей: