Articulo de referencia

ABCE1

El miembro 1 de la subfamilia E de la proteína transportadora ABCE1 (ATP-binding cassette), también conocido como inhibidor de la ARNasa L (RLI), es una enzima que en los seres ...

El miembro 1 de la subfamilia E de la proteína transportadora ABCE1 (ATP-binding cassette), también conocido como inhibidor de la ARNasa L (RLI), es una enzima que en los seres humanos está codificada por el gen ABCE1 .

ABCE1 es una ATPasa que pertenece a la superfamilia de transportadores de casete de unión a ATP (ABC) y a la subfamilia OABP . [ 5 ]

ABCE1 inhibe la acción de la ribonucleasa L. La ribonucleasa L normalmente se une a 2-5A (oligoadenilatos 2',5'-fosforilados) e inhibe la vía 2-5A/RNasa L regulada por interferón, que utilizan los virus. ABCE1 forma un heterodímero con la ribonucleasa L e impide su interacción con 2-5A, antagonizando las propiedades antivirales de la ribonucleasa L [ 6 ] y permitiendo que el virus sintetice proteínas virales. También se ha implicado en la proliferación de células tumorales y en la antiapoptosis [ 7 ] .

ABCE1 es una proteína esencial y altamente conservada , necesaria tanto para la iniciación de la traducción eucariota como para la biogénesis de los ribosomas . Los homólogos más estudiados son Rli1p en levaduras y Pixie en Drosophila .

Estructura

RLI es una proteína citoplasmática de 68 kDa presente en la mayoría de los eucariotas y arqueas . Dado que aún no se ha determinado la estructura cristalina de RLI, todo lo que se sabe se ha inferido a partir de la secuenciación de proteínas. Las secuencias de proteínas entre especies están muy bien conservadas; por ejemplo, Pixie y Rli1p de levadura comparten un 66 % de identidad, y Rli1p y RLI humana comparten un 67 % de identidad.

RLI pertenece a la familia ABCE de proteínas de casete de unión a ATP (ABC). Las proteínas ABC suelen contener una región transmembrana y utilizan ATP para transportar sustratos a través de la membrana; sin embargo, RLI es única por ser una proteína soluble que contiene dominios ABC. RLI posee dos dominios ABC en su extremo C-terminal; al unirse al ATP, forman un característico "sándwich de ATP", con dos moléculas de ATP intercaladas entre los dos dominios ABC dimerizados. La hidrólisis del ATP permite la disociación del dímero en un proceso totalmente reversible. La incubación de la proteína con un análogo de ATP no hidrolizable o una mutación del dominio ABC provoca la pérdida total de la función proteica.

RLI también posee una región N-terminal rica en cisteína que, según las predicciones, se une fuertemente a dos clústeres [4Fe-4S]. La mutación de esta región, o el agotamiento de los clústeres Fe/S disponibles , impide que la proteína funcione y provoca la pérdida de viabilidad celular, lo que convierte a RLI en la única proteína citoplasmática esencial conocida que depende de la biosíntesis de clústeres Fe/S en las mitocondrias . Se desconoce la función de los clústeres Fe/S, aunque se ha sugerido que regulan los dominios ABC en respuesta a un cambio en el entorno redox, por ejemplo, en presencia de especies reactivas de oxígeno. [ 8 ]

Función

RLI and its homologues in yeast and Drosophila have two major identified functions: translation initiation and ribosome biogenesis. In addition, human RLI is a known inhibitor of RNAse L. This was the first activity identified and the source of its name (RNAse LInhibitor).

Translation Initiation

Translation initiation is an essential process required for proper protein expression and cell viability. Rli1p has been found to co-purify with eukaryotic initiation factors, specifically eIF2, eIF5, and eIF3, as well as the 40S subunit of the ribosome. These initiation factors must associate with the ribosome in stoichiometric proportions, while Rli1p is required in catalytic amounts. The following mechanism for the process has been proposed: One ABC domain binds the 40S subunit, while the other binds an initiation factor. Binding of ATP allows for dimerization, which subsequently brings the initiation factor and ribosomal subunit in close enough contact to associate. ATP hydrolysis releases the two substrates and allows the cycle to begin again. This model is similar to one that has been proposed for DNA repair enzymes with ABC domains, in which each domain binds either side of a broken piece of DNA, with hydrolysis allowing the pieces to be brought together and subsequently repaired.[9]

Ribosome recycling

Recycling is essential for ribosomes to become usable again after translating an mRNA or stalling. In both eukaryotes and archaea, ABCE1 is responsible for splitting a ribosome that has been bound to Pelota or its paralog eRF1. The exact movements leading to the split is not well understood.[10][11]

Ribosome biogenesis

RLI and its homologues are also thought to play a role in ribosome biogenesis, nuclear export, or both. They have been found in the nucleus associated with the 40S and 60S subunits, as well as Hcr1p, a protein required for rRNA processing. It has been shown that the Fe/S clusters are necessary for ribosome biogenesis and/or nuclear export, although the exact mechanism is unknown.

RNAse inhibitor

Human RLI was first identified because of its ability to inhibit RNAse L, which plays a crucial role in antiviral activity in mammals. This cannot account for the conservation of the protein in all other organisms, since only mammals have the RNAse L system. It has been suggested that RLI in lower eukaryotes functions by inhibiting RNAses involved in ribosomal biosynthesis, thereby regulating the process.[12]

Role in mitochondria

Se ha demostrado que las funciones energéticas y metabólicas de las mitocondrias no son esenciales para la viabilidad de las células de levadura. La única función que se considera necesaria para la supervivencia es la biosíntesis de cúmulos de Fe/S. RLI es la única proteína citoplasmática de Fe/S esencial conocida que depende completamente del sistema mitocondrial de síntesis y exportación de Fe/S para su correcta maduración. Por lo tanto, Rli1p constituye un nuevo vínculo entre la función y la biosíntesis de las mitocondrias y los ribosomas, y, en consecuencia, con la viabilidad celular.

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000164163 Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000058355 Ensembl , mayo de 2017
  3. "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. "Cassette de unión a ATP ABCE1, subfamilia E (OABP), miembro 1 [ Homo sapiens ] " . Consultado el 14 de marzo de 2013 .
  6. "P61221 (ABCE1_HUMAN)" .
  7. Tian Y, Han X, Tian DL (octubre de 2012). " La regulación biológica de ABCE1" . IUBMB Life . 64 (10): 795–800 . doi : 10.1002/iub.1071 . PMID 23008114. S2CID 21490502 .  
  8. Andersen DS, Leevers SJ (mayo de 2007). "La proteína esencial del dominio de casete de unión a ATP de Drosophila, pixie, se une al ribosoma 40S de manera dependiente de ATP y es necesaria para la iniciación de la traducción" . The Journal of Biological Chemistry . 282 (20): 14752–60 . doi : 10.1074/jbc.M701361200 . PMID 17392269 . 
  9. Dong J, Lai R, Nielsen K, Fekete CA, Qiu H, Hinnebusch AG (octubre de 2004). "La proteína esencial de casete de unión a ATP RLI1 funciona en la traducción promoviendo el ensamblaje del complejo de preiniciación" . The Journal of Biological Chemistry . 279 (40): 42157–68 . doi : 10.1074/jbc.M404502200 . PMID 15277527 . 
  10. Becker T, Franckenberg S, Wickles S, Shoemaker CJ, Anger AM, Armache JP, et al. (febrero de 2012). "Base estructural del reciclaje de ribosomas altamente conservado en eucariotas y arqueas" . Nature . 482 (7386): 501–6 . Bibcode : 2012Natur.482..501B . doi : 10.1038/nature10829 . PMC 6878762. PMID 22358840 .   
  11. Hellen CU (octubre de 2018). "Terminación de la traducción y reciclaje de ribosomas en eucariotas" . Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 10 (10) a032656. doi : 10.1101/cshperspect.a032656 . PMC 6169810. PMID 29735640 .  
  12. Kispal G, Sipos K, Lange H, Fekete Z, Bedekovics T, Janáky T, et al. (febrero de 2005). " La biogénesis de los ribosomas citosólicos requiere la proteína hierro-azufre esencial Rli1p y mitocondrias" . The EMBO Journal . 24 (3): 589– 98. doi : 10.1038/sj.emboj.7600541 . PMC 548650. PMID 15660134 .   
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