P-TEFb

El factor de elongación de transcripción positivo, P-TEFb , es un complejo multiproteico que desempeña un papel esencial en la regulación de la transcripción por la ARN polimerasa II (Pol II) en eucariotas . ^{[ 1 ]} Inmediatamente después de la iniciación, la Pol II queda atrapada en posiciones de pausa proximales al promotor en la mayoría de los genes humanos (Figura 1). ^{[ 2 ] [ 3 ]} P-TEFb es una quinasa dependiente de ciclina que puede fosforilar el factor inductor de sensibilidad a DRB ( DSIF ) ^{[ 4 ]} y el factor de elongación negativo (NELF), ^{[ 5 ]} así como el dominio carboxilo terminal de la subunidad grande de Pol II ^{[ 6 ]} y esto causa la transición a la elongación productiva que conduce a la síntesis de ARNm. P-TEFb está regulado en parte por una asociación reversible con la snRNP 7SK . ^{[ 7 ]} El tratamiento de las células con los inhibidores de P-TEFb DRB o flavopidirol conduce a la pérdida de la producción de ARNm y, finalmente, a la muerte celular. ^{[ 6 ] [ 8 ]}

P-TEFb fue identificado y purificado como un factor necesario para la generación de transcritos largos de terminación utilizando un sistema de transcripción in vitro derivado de células de Drosophila. ^{[ 9 ]} Es una quinasa dependiente de ciclina que contiene la subunidad catalítica, Cdk9 , y una subunidad reguladora, ciclina T en Drosophila. ^{[ 10 ]} En humanos hay múltiples formas de P-TEFb que contienen Cdk9 y una de varias subunidades de ciclina, ciclina T1 , T2 y K. ^{[ 11 ] [ 12} ] P-TEFb se asocia con otros factores incluyendo la proteína bromodominio BRD4 , ^{[ 13 ] y se encuentra asociado con un gran complejo de proteínas llamado complejo de} superelongación. ^{[ 14 ] [ 15 ]} Es importante destacar que, para el virus del SIDA, el VIH , la proteína Tat del VIH ^{[ 16 ]} elude el control celular normal de P-TEFb y lleva directamente P-TEFb a la polimerasa pausada proximal al promotor en el genoma del VIH. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

Las estructuras de la P-TEFb humana que contiene Cdk9 y ciclina T1 y del complejo HIV Tat•P-TEFb se han resuelto mediante cristalografía de rayos X. La primera estructura resuelta demostró que las dos subunidades estaban dispuestas como se ha encontrado en otras quinasas dependientes de ciclina. ^{[ 19 ]} Se introdujeron inadvertidamente tres sustituciones de aminoácidos en las subunidades utilizadas para la estructura original y una determinación estructural posterior utilizando las secuencias correctas demostró la misma estructura general excepto por algunos cambios significativos alrededor del sitio activo . ^{[ 20 ]} La estructura de HIV Tat unido a P-TEFb demostró que la proteína viral forma contactos extensos con la subunidad de ciclina T1 (Figura 2). ^{[ 20 ]}

Debido a su papel central en el control de la expresión génica eucariota, P-TEFb está sujeto a una regulación estricta a nivel de la transcripción de los genes que codifican las subunidades, la traducción de los ARNm de las subunidades, el recambio de las subunidades y también por un mecanismo inusual que involucra a la snRNP 7SK. ^{[ 7 ]} Como se muestra en la Figura 3, P-TEFb está retenido en la snRNP 7SK por la proteína de unión a ARN de doble cadena HEXIM ( HEXIM1 o HEXIM2 en humanos). HEXIM unido al ARN 7SK o a cualquier ARN de doble cadena se une a P-TEFb e inhibe la actividad quinasa. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Otras dos proteínas siempre se encuentran asociadas con el ARN 7SK. La enzima de metilfosfase MEPCE coloca un grupo metilo en el fosfato gamma del primer nucleótido del ARN 7SK ^{[ 23 ]} y la proteína relacionada con La, LARP7, se une al extremo 3' del 7SK. ^{[ 24 ] [ 25 ]} Cuando el P-TEFb se extrae del snRNP 7SK, el ARN 7SK experimenta un cambio conformacional, el HEXIM se expulsa y los hnRNP toman el lugar de los factores eliminados. ^{[ 7 ]} El secuestro del P-TEFb requiere otra reorganización del ARN, la unión del HEXIM y luego del P-TEFb. En células de rápido crecimiento, el snRNP 7SK es la forma predominante de P-TEFb. Para revisión. ^{[ 26 ]}