Proteína temprana de 35 kDa

La proteína temprana de 35 kDa , o P35 , es una proteína baculoviral que inhibe la apoptosis en las células infectadas por el virus. Si bien los baculovirus infectan únicamente a invertebrados en la naturaleza, la expresión ectópica de P35 en animales y células vertebrados también produce una inhibición de la apoptosis, lo que indica un mecanismo universal. Se ha demostrado que P35 es un inhibidor de caspasas con un amplio espectro de actividad, tanto en lo que respecta a los tipos de caspasas inhibidas como a las especies en las que se conserva el mecanismo.

Se ha encontrado P35 en diferentes cepas del virus de la poliedrosis nuclear , una especie de baculovirus que infecta insectos. Dos ortólogos de P35 que se han estudiado en detalle son los del virus de la poliedrosis nuclear multicápside de Autographa californica (AcMNPV) y el del virus de la poliedrosis nuclear de Bombyx mori (BmNPV). Se descubrió que el ortólogo de P35 de AcMNPV bloquea la apoptosis en células de mamíferos de forma mucho más eficiente que el ortólogo de BmNPV. ^{[ 2 ]}

La proteína P35 inhibe la apoptosis actuando como un inhibidor competitivo e irreversible de las caspasas . ^{[ 3 ]} P35 primero actúa como sustrato de caspasa y se escinde entre los aminoácidos D87 y G88, es decir, después de la secuencia DQMD en P35 de AcMNPV y después de la secuencia DKID en P35 de BmNPV, lo que da como resultado dos productos polipeptídicos de aproximadamente 10 kDa y 25 kDa de tamaño. ^{[ 3 ]} El sitio de escisión está situado en un bucle expuesto al solvente que se extiende desde el núcleo de la lámina beta de la proteína , asegurando así una buena accesibilidad a la caspasa. ^{[ 1 ] [ 4 ]} Sin embargo, a diferencia de otras proteínas sustrato de caspasa, los fragmentos de P35 no se disocian de la caspasa después de la escisión. En cambio, el fragmento de escisión N-terminal de 10 kDa permanece unido a la caspasa mediante un enlace tioéster covalente y estable entre el residuo de escisión D87 de P35 y el residuo de cisteína en el sitio activo de la caspasa. ^{[ 5 ]}

Si bien la formación de un intermedio tioéster entre el aspartato del sitio de reconocimiento del sustrato y la cisteína del sitio activo de la caspasa es un evento normal en la escisión de proteínas mediada por caspasas, el enlace resultante normalmente se hidroliza rápidamente para que los productos de la escisión puedan separarse. Sin embargo, en el caso de P35, el complejo caspasa-sustrato permanece estable. La escisión de P35 desencadena rápidos cambios conformacionales que reposicionan su extremo N-terminal, que normalmente se encuentra enterrado en el núcleo de la lámina beta de la proteína, hacia el sitio activo de la caspasa. Como consecuencia de este reordenamiento, los residuos C2 y V3 del extremo N-terminal de P35 interactúan con el sitio activo de la caspasa para desplazar el agua e impedir la reacción de hidrólisis. El residuo C2 de P35 compite con el residuo de cisteína del sitio activo de la caspasa por la unión al residuo D87 de P35, manteniendo la reacción atrapada en un estado de equilibrio. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

En células de insectos, P35 inhibe una enzima llamada caspasa-1 Sf , que fue identificada como un ortólogo estructural y funcional de las caspasas humanas CASP3 (CPP32) y CASP7 (MCH3). ^{[ 9 ]} Estudios realizados con caspasas humanas purificadas in vitro encontraron que la proteína también es capaz de inhibir varias de ellas, incluidas CASP1 , CASP3, CASP6 , CASP7, CASP8 y CASP10 . ^{[ 10 ]}

Dado que los baculovirus infectan solo a insectos y no a humanos, la función de P35 en la evasión inmunitaria de las células infectadas no es clínicamente relevante. Sin embargo, se ha considerado a P35 como una herramienta potencial en la terapia génica para suprimir la apoptosis donde no se desea, como en la protección del tejido trasplantado contra el rechazo inmunitario o en la eliminación de células no deseadas en la terapia contra el cáncer; no obstante, estos métodos aún están lejos de la aplicación clínica. ^{[ 11 ]}

El papel de P35 en la inhibición de la apoptosis fue descrito por primera vez por Rollie J. Clem en el grupo de investigación de Lois K. Miller en el Departamento de Genética de la Universidad de Georgia en 1991. ^{[ 12 ]} Cuatro años después, en 1995, Nancy J. Bump y sus colaboradores en BASF Bioresearch Corporation en Worcester, Massachusetts , identificaron la razón de la inhibición de la apoptosis por P35 como su capacidad para unirse e inhibir las caspasas (entonces todavía llamadas homólogos de ICE ). ^{[ 13 ]} El mecanismo de inhibición de la caspasa fue descubierto por Guozhou Xu en el equipo de Hao Wu en el Departamento de Bioquímica del Weill Cornell Medical College en 2001. ^{[ 5 ]}