Microproteína

Una microproteína (miP) es una proteína pequeña codificada a partir de un marco de lectura abierto pequeño (sORF), ^{[ 1 ]} también conocida como proteína codificada por sORF ( SEP ). Son una clase de proteínas con un único dominio proteico . Están relacionadas con las proteínas multidominio. ^{[ 2 ]} Las microproteínas regulan proteínas multidominio más grandes a nivel postraduccional. ^{[ 3 ]} Las microproteínas son análogas a los microARN (miARN) y heterodimerizan con sus dianas causando efectos dominantes y negativos. ^{[ 4 ]} En animales y plantas, las microproteínas influyen en muchos procesos biológicos. ^{[ 2 ]} Debido a sus efectos dominantes sobre sus dianas, las microproteínas se están estudiando actualmente para su uso en biotecnología. ^{[ 2 ]} En humanos, están asociadas con enfermedades genéticas y cánceres, y se denominan peptídicas . ^{[ 5 ]}

La primera miP se descubrió a principios de la década de 1990 durante una investigación sobre genes de factores de transcripción hélice-bucle-hélice básicos (bHLH) a partir de una biblioteca de ADNc de células de eritroleucemia murina . ^{[ 3 ]} La proteína era un inhibidor de la unión al ADN (proteína ID) y regulaba negativamente el complejo del factor de transcripción. ^{[ 3 ]} La proteína tenía un peso molecular de 16 kDa y constaba de un dominio hélice-bucle-hélice (HLH). ^{[ 2 ]} La microproteína formaba heterodímeros bHLH/HLH que interrumpían los homodímeros hélice-bucle-hélice básicos (bHLH) funcionales. ^{[ 2 ]}

La primera microproteína vegetal descubierta fue la proteína LITTLE ZIPPER (ZPR). ^{[ 2 ]} La proteína LITTLE ZIPPER contiene un dominio de cremallera de leucina , pero carece de los dominios necesarios para la unión al ADN y la activación de la transcripción. ^{[ 2 ]} Por lo tanto, la proteína LITTLE ZIPPER es análoga a la proteína ID. ^{[ 2 ]} Aunque no todas las proteínas son pequeñas, en 2011, a esta clase de proteínas se les dio el nombre de microproteínas porque sus acciones reguladoras negativas son similares a las de los miRNA. ^{[ 3 ]}

La proteína ID o proteínas similares a ID se encuentran en todos los animales. ^{[ 3 ]} Las microproteínas vegetales solo se encuentran en órdenes superiores. ^{[ 3 ]} Sin embargo, los factores de transcripción homeodominio que pertenecen a la familia de extensión de bucle de tres aminoácidos (TALE) son dianas de las microproteínas, y estas proteínas homeodominio se conservan en animales, plantas y hongos. ^{[ 3 ]}

Las microproteínas generalmente presentan un único dominio proteico. ^{[ 2 ] [ 4 ]} La forma activa se traduce a partir de smORF. ^{[ 1 ]} Los smORF pueden tener menos de 100 codones. ^{[ 1 ]} Sin embargo, no todas las microproteínas son pequeñas, y el nombre se dio debido a la analogía con los miRNA. ^{[ 3 ]} A pesar de su corta longitud, se ha demostrado que las microproteínas tienen un conjunto limitado pero diverso de plegamientos estructurales (que incluyen predominantemente estructuras α-helicoidales y transmembrana-helicoidales), pero muchos candidatos también muestran un desorden intrínseco sustancial; las estructuras de microproteínas determinadas experimentalmente se han resuelto utilizando enfoques que incluyen cristalografía de rayos X, criomicroscopía electrónica y RMN. ^{[ 6 ]} Un estudio computacional de estructuras predichas para 44 microproteínas informó características estructurales ampliamente similares en todo el conjunto y comparativamente pocos sitios de unión de ligandos de moléculas pequeñas predichos. ^{[ 7 ]} Debido a que muchos predictores de estructura/desorden se entrenan principalmente en proteínas “clásicas” más largas, se han propuesto flujos de trabajo y precauciones específicas para la predicción confiable de la estructura y el desorden de las microproteínas. ^{[ 8 ]}

Las microproteínas funcionan como reguladores postraduccionales . ^{[ 3 ]} Las microproteínas interrumpen la formación de complejos heterodiméricos, homodiméricos o multiméricos. ^{[ 4 ]} Además, las microproteínas pueden interactuar con cualquier proteína que requiera dímeros funcionales para funcionar normalmente. ^{[ 3 ]} Los objetivos principales son los factores de transcripción que se unen al ADN como dímeros. ^{[ 9 ] [ 3 ]} Las microproteínas regulan estos complejos creando dímeros homotípicos con los objetivos e inhibiendo la función del complejo proteico. ^{[ 3 ]} Los dos tipos de inhibición de miP son: inhibición homotípica de miP e inhibición heterotípica de miP. ^{[ 4 ]} En la inhibición homotípica de miP, las microproteínas interactúan con proteínas con un dominio de interacción proteína-proteína (PPI) similar. ^{[ 4 ]} En la inhibición heterotípica de miP, las microproteínas interactúan con proteínas con un dominio PPI diferente pero compatible. ^{[ 4 ]} En ambos tipos de inhibición, las microproteínas interfieren e impiden que los dominios PPI interactúen con sus proteínas normales. ^{[ 4 ]}