Antígeno T grande del SV40

El antígeno T grande del SV40 ( TAg del virus simio 40 ) es una proteína hexamérica que actúa como oncoproteína dominante derivada del poliomavirus SV40 . El TAg es capaz de inducir la transformación maligna de diversos tipos celulares. La actividad transformadora del TAg se debe en gran parte a su alteración de las proteínas supresoras de tumores retinoblastoma ( pRb ) ^{[ 1 ]} y p53 ^{[ 2 ]} . Además, el TAg se une a otros factores celulares, incluidos los coactivadores transcripcionales p300 y CBP , que pueden contribuir a su función transformadora ^{[ 3 ]} . Proteínas similares de virus relacionados se conocen generalmente como antígeno tumoral grande .

TAg es un producto de un gen temprano transcrito durante la infección viral por SV40, y participa en la replicación del genoma viral y la regulación del ciclo celular del huésped. SV40 es un virus de ADN circular de doble cadena perteneciente a la familia Polyomaviridae (anteriormente Papovavirus ), género Orthopolyomavirus . Los poliomavirus infectan a una amplia variedad de vertebrados y causan tumores sólidos en múltiples localizaciones. SV40 fue aislado por Ben Sweet y Maurice Hilleman en 1960 en cultivos primarios de células de riñón de mono que se utilizaban para cultivar la vacuna oral contra la polio de Sabin . ^{[ 4 ]}

La TAg posee un dominio de unión a CUL7 , un dominio de unión a TP53 , un dedo de zinc y un dominio ATPasa/helicasa de la superfamilia 3. Presenta dos motivos: uno para la señal de localización nuclear y el otro, el motivo LXCXE. ^{[ 5 ]}

Tras entrar en la célula, los genes virales son transcritos por la ARN polimerasa II de la célula huésped para producir ARNm tempranos . Debido a la relativa simplicidad de su genoma, los poliomavirus dependen completamente de la célula para la transcripción y la replicación del genoma . El elemento regulador cis que rodea el origen de replicación dirige la transcripción, y el antígeno T dirige tanto la transcripción como la replicación.

La replicación del ADN del SV40 se inicia mediante la unión del antígeno T, de gran tamaño, a la región de origen del genoma . La función del antígeno T está controlada por fosforilación , la cual atenúa su unión al origen del SV40. Las interacciones proteína-proteína entre el antígeno T y la ADN polimerasa alfa estimulan directamente la replicación del genoma viral.

El antígeno T también se une a las proteínas supresoras de tumores (p53, p105-Rb) y las inactiva. Esto provoca que las células abandonen la fase G1 y entren en la fase S , lo que promueve la replicación del ADN .

El genoma del SV40 es muy pequeño y no codifica toda la información necesaria para la replicación del ADN. Por lo tanto, es esencial que la célula huésped entre en la fase S, durante la cual el ADN celular y el genoma viral se replican simultáneamente. En consecuencia, además de aumentar la transcripción, otra función del antígeno T es modificar el entorno celular para permitir la replicación del genoma viral.

El antígeno T grande del SV40 se ha utilizado como proteína modelo para estudiar las señales de localización nuclear (SLN). ^{[ 6 ]} Se importa al núcleo mediante su interacción con la importina α . ^{[ 7 ]} La secuencia SLN es PKKKRKV. ^{[ 6 ]}

El TAg grande del SV40, otros antígenos T grandes de poliomavirus , las proteínas E1a del adenovirus y las proteínas E7 oncogénicas del virus del papiloma humano comparten un motivo estructural que codifica un dominio de unión a pRb de alta afinidad. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Se refinó un patrón diagnóstico para un dominio de unión a pRb de alta afinidad utilizando un programa de inducción de patrones de inteligencia artificial que se ejecuta en una supercomputadora masivamente paralela ( Connection Machine -2). ^{[ 9 ]} El motivo se caracteriza por un residuo de Asp , Asn o Thr seguido de tres aminoácidos invariantes, intercalados con aminoácidos no conservados (designados por x, donde x no puede ser un residuo de Lys o Arg ). ^{[ 9 ]} Una región con carga negativa frecuentemente sigue al extremo carboxilo del dominio de unión a pRb. ^{[ 9 ]}

{ Asp / Asn / Thr } – Leu – x – Cys – x – Glu – x – ... {región con carga negativa}

Las propiedades hidrofóbicas y electrostáticas se conservan en gran medida en este motivo. Por ejemplo, se observa un máximo de hidrofobicidad local en las proximidades del residuo de Leu invariante . ^{[ 9 ]} Se produce una carga negativa neta dentro de los 3 residuos amino-terminales al residuo de Leu invariante; además, no se encuentran aminoácidos con carga positiva ( Lys o Arg ) dentro de la secuencia Leu – x – Cys – x – Glu , ni en las posiciones inmediatamente adyacentes a esta secuencia. ^{[ 9 ]} El motivo de unión a pRb y la región con carga negativa coinciden con un segmento de SV40 TAg que comienza en el residuo 102 y termina en el residuo 115, como se muestra a continuación:

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

Estudios funcionales de proteínas TAg que presentan mutaciones dentro de este segmento (posiciones de aminoácidos 106 a 114, inclusive) demuestran que ciertas mutaciones deletéreas eliminan la actividad transformadora maligna . ^{[ 10 ]} Por ejemplo, la mutación del Glu invariante en la posición 107 a Lys -107 elimina por completo la actividad transformadora. ^{[ 10 ]} Las mutaciones deletéreas dentro de este segmento (posiciones de aminoácidos 105 a 114, inclusive) también afectan la unión de la especie de proteína TAg mutante a pRb , ^{[ 1 ]} lo que implica una correlación entre la actividad transformadora y la capacidad de TAg para unirse a pRb. ^{[ 1 ]} Un análisis bioinformático computarizado detallado, ^{[ 9 ]} así como un estudio de cristalografía de rayos X , ^{[ 11 ]} han demostrado la base biofísica para la interacción entre esta región de TAg y pRb. Los residuos TAg 103 a 109 forman una estructura de bucle extendida que se une firmemente a un surco superficial de pRb. ^{[ 11 ]} En la estructura cristalina, Leu -103 está posicionado de manera que establece contactos de van der Waals con las cadenas laterales hidrofóbicas de Val -714 y Leu -769 en pRb. ^{[ 11 ]} Varios enlaces de hidrógeno también estabilizan el complejo TAg–pRb. ^{[ 11 ]} Por ejemplo, la cadena lateral de Glu-107 forma enlaces de hidrógeno al aceptar hidrógenos de los grupos amida de la cadena principal de Phe -721 y Lys -722 en pRb. ^{[ 11 ]} Se espera que la mutación de Glu -107 a Lys -107 resulte en la pérdida de estos enlaces de hidrógeno. ^{[ 11 ]} Además, la cadena lateral de Lys -107 probablemente tendría interacciones energéticamente desfavorables con la amida de Phe -721 o Lys -722, ^{[ 11 ]} desestabilizando el complejo.

Numerosas evidencias experimentales confirman que los aminoácidos con carga positiva ( Lys o Arg ) debilitan significativamente la interacción de unión con pRB cuando se encuentran cerca de la secuencia Leu – x – Cys – x – Glu . ^{[ 12 ]} Esto probablemente se deba a que la superficie de unión de pRb presenta seis residuos de lisina, que tienden a repeler los residuos positivos dentro o alrededor de la secuencia Leu – x – Cys – x – Glu . ^{[ 12 ]}

Cabe destacar que las cepas oncogénicas de virus del papiloma humano (VPH) de mayor riesgo (16, 18, 31, 45) codifican proteínas E7 que presentan dominios de unión a pRb de alta afinidad que coinciden con el patrón diagnóstico descrito anteriormente. ^{[ 9 ]}