Integraza

(преусмерено са Integrase)

Retroviralna integraza (IN) je enzim koji proizvode retroviruss (kao što je HIV). Ovaj enzim omogućava da se genetički materija virusa integriše u DNK infektirane ćelije. Retroviralne integraze nisu isto što i fagne integraze, kao što je ingegraza λ faga (Int).

Integrazni domen vezivanja cinka
PDB 1wjd EBI.jpg
Struktura N-terminog domena vezivanja Zn HIV-1 integraze (e forma), nmr, 38 struktura
Identifikatori
SimbolIntegrase_Zn
PfamPF02022
InterProIPR003308
SCOP1wjb
SUPERFAMILY1wjb
Sržni domena integraze
PDB 1c1a EBI.jpg
Kristalna struktura rsv domena integraze
Identifikatori
Simbolrve
PfamPF00665
Pfam klanCL0219
InterProIPR001584
SCOP2itg
SUPERFAMILY2itg
Domen vezivanja DNK integraze
PDB 1c1a EBI.jpg
Kristalna struktura rsv domena integraze
Identifikatori
SimbolIN_DBD_C
PfamPF00552
InterProIPR001037
SCOP1ihw
SUPERFAMILY1ihw

Integraza je ključna komponenta u retroviralnom preintegracionom kompleksu (PIC).

StrukturaУреди

Svi retroviralni IN proteini sadrže tri kanonička domena, povezana fleksibilnim linkerima:

Kristalne i NMR strukture individualnih domena i konstrakta 2-domena integraze iz HIV-1, HIV-2, SIV, i Rousovog sarkomnog virusa (RSV) su poznate. Prve strukture su određene 1994. godine.

Biohemijaki i strukturni podaci sugerišu da retrovirusna integraza funkcioniše kao tetramer (dimer dimera). Sva tri domena su važna za multimerizaciju i vezivanje viralne DNK. Tokom ranih 2010-tih su rešene kristalne strukture integraze prototipnog penastog virusa (PFV) sklopljene na krajevima viralne DNK.[2]

Pokazano je da nekoliko ćelijskih proteina domaćina formiraju interakcije sa integrazom, čime se olakšava proces integracije. Ljudski protein asociran sa hromatinom LEDGF, koji se čvrsto vezuje sa HIV integrazom i usmerava HIV PIC ka visoko izraženim genima integracije, primer je takovog takovog faktora domaćina.

FunkcijaУреди

Do integracije dolazi nakon produkcije dvolančane viralne DNK, posredstvom viralne RNK/DNK-zavisne, DNK polimerazne reverzne transkriptaze.

Glavna funkcija integraze je da umetne viralnu DNK u domaćinovu hromozomni DNK. Ovaj korak je esencijalan za HIV replikaciju. Integracija je nepovratni korak za ćeliju, čime ona postaje permanentni nosilac viralnog genoma (provirus). Integracija je korak koji je odgovoran za perzistenciju retroviralnih infekcija. Nakon integracije, izražavanje viralnog gena i produkcija proteina može da počne odmah ili nakon nekog vremena. Vreme izražavanja zavisi od aktivnosti hromozomnog lokusa u kome se nalazi provirus.

Retroviralna integraza katalizuje dve reakcije:

  • 3'-obrada, u kojoj se dva ili tri nukleotida uklanjanju sa jednog ili oba 3' kraja viralne DNK da bi se izložili innvarijantni CA dinukleotidi na oba 3'-kraja viralne DNK.
  • reakcija transfera lanca, u kojoj se obrađeni 3' krajevi viralne DNK kovalentno ligiraju sa domaćinovom hromozomskom DNK.

Obe reakcije su katalizovane istim aktivnim mestom i odvijaju se putem transesterifikacije, bez kovalentnog protein-DNK intermedijera, što je u kontrastu sa reakcijama koje katalizuju Ser i Tyr rekombinaze.

HIV integrazaУреди

 
Celokupna struktura HIV integraze. Njene katalitičke aminokiseline su pirkazana u notaciji kugle i štapa.

HIV integraza je 32 kDa dug protein koji se formira iz C-terminalne porcije Pol genskog produkta. Ona je atraktivna meta za anti-HIV lekove.

Novembra 2005, nalazi studije faze 2 ispitivanja HIV inhibitora integraze, MK-0518, su pokazali da to jedinjenje ima potentno antiviralno dejstvo.[3][4] FDA je 12. oktobra 2007. odobrila upotrebu integraznog inhibitora Raltegravira (MK-0518, prodajno ime Isentress TM).[5] Drugi inhibitor integraze, elvitegravir, je odobren u SAD avgusta 2012.[6]

Kristalna struktura HFV integraze je uzpešno ispitana.[7] Smatra se da ovaj protein koristi morfeinski model alosterne regulacije.[8]

Vidi jošУреди

ReferenceУреди

  1. ^ Lodi PJ, Ernst JA, Kuszewski J, Hickman AB, Engelman A, Craigie R, Clore GM, Gronenborn AM (1995). „Solution structure of the DNA binding domain of HIV-1 integrase”. Biochemistry. 34 (31): 9826—33. PMID 7632683. doi:10.1021/bi00031a002. 
  2. ^ „Scientists say crack HIV/AIDS puzzle for drugs”. Reuters. 21. 01. 2010. 
  3. ^ Morales-Ramirez JO, Teppler H, Kovacs C, et al. Antiretroviral effect of MK-0518, a novel HIV-1 integrase inhibitor, in ART-naïve HIV-1 infected patients. Program and abstracts of the 10th European AIDS Conference; November 17–20, 2005; Dublin, Ireland. Abstract LBPS1/6. Online summary: http://clinicaloptions.com/HIV/Conference%20Coverage/Dublin%202005/Capsules/LBPS1-6.aspx Архивирано на сајту Wayback Machine (октобар 29, 2006) (језик: енглески)
  4. ^ Savarino A (2006). „A historical sketch of the discovery and development of HIV-1 integrase inhibitors”. Expert Opin Investig Drugs. 15 (12): 1507—22. PMID 17107277. doi:10.1517/13543784.15.12.1507. 
  5. ^ „FDA approves drug that fights HIV in new way - CNN.com”. CNN. 12. 10. 2007. Приступљено 05. 05. 2010. 
  6. ^ Sax PE, DeJesus E, Mills A, Zolopa A, Cohen C, Wohl D, Gallant JE, Liu HC, Zhong L, Yale K, White K, Kearney BP, Szwarcberg J, Quirk E, Cheng AK (2012). „Co-formulated elvitegravir, cobicistat, emtricitabine, and tenofovir versus co-formulated efavirenz, emtricitabine, and tenofovir for initial treatment of HIV-1 infection: a randomised, double-blind, phase 3 trial, analysis of results after 48 weeks”. Lancet. 379 (9835): 2439—48. PMID 22748591. doi:10.1016/S0140-6736(12)60917-9. 
  7. ^ Hare S, Gupta SS, Valkov E, Engelman A, Cherepanov P (2010). „Retroviral intasome assembly and inhibition of DNA strand transfer”. Nature. 464 (7286): 232—6. PMC 2837123 . PMID 20118915. doi:10.1038/nature08784. 
  8. ^ Selwood T, Jaffe EK (2012). „Dynamic dissociating homo-oligomers and the control of protein function”. Arch. Biochem. Biophys. 519 (2): 131—43. PMC 3298769 . PMID 22182754. doi:10.1016/j.abb.2011.11.020. 

Spoljašnje vezeУреди

  • Integrases на US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)