Prp8
| Estructura cristalina de Prp8 | |||||||
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 Estructura cristalina del Prp8 | |||||||
| Identificadores | |||||||
| Símbolo | PRP8 | ||||||
| Símbolos alternativos | USA2, DBF3, ADN39, ARN8, SLT21 | ||||||
| AP | 4I43 | ||||||
| Protección unificada | P33334 | ||||||
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Prp8 se refiere tanto a la proteína Prp8 como al gen Prp8 . El nombre de Prp8 se origina de su participación en el procesamiento del ARN pre - m . La proteína Prp8 es una proteína grande, altamente conservada y única que reside en el núcleo catalítico del espliceosoma y se ha descubierto que tiene un papel central en los reordenamientos moleculares que ocurren allí. La proteína Prp8 es un componente central importante del núcleo catalítico en el espliceosoma, y el espliceosoma es responsable del empalme del ARNm precursor que contiene intrones y exones . Los intrones no expresados son eliminados por el complejo del espliceosoma para crear una transcripción de ARNm más concisa. El empalme es solo una de las muchas modificaciones postranscripcionales diferentes que debe sufrir el ARNm antes de la traducción. También se ha planteado la hipótesis de que Prp8 es un cofactor en la catálisis del ARN. [1]
Historia
El nombre sistemático de la proteína PRP8 es YHR165C. La proteína Prp8 está codificada por un único gen en los seres humanos con 42 exones. El tamaño de Prp8 varía entre 230 y 280 kDa dependiendo del organismo. La secuencia que codifica para la proteína Prp8 está altamente conservada entre los organismos eucariotas, con una coincidencia de identidad del 61% entre los seres humanos y la levadura en la secuencia de aminoácidos. [1] El gen Prp8 se encuentra en el cromosoma VIII en la levadura y en el cromosoma 17 en los seres humanos.
Papel en el empalme
El empalme del pre-ARNm implica dos reacciones de transesterificación y ataques de grupos hidroxilo dentro del espliceosoma. En estas reacciones, la eliminación de intrones espliceosomales es catalizada por el espliceosoma utilizando el mismo mecanismo que los intrones del Grupo II . [2] Hay cinco complejos de proteína-ARN nuclear pequeño clave ( snRNP ) involucrados en este proceso. Todos los snRNP juntos contribuyen con alrededor de 50 proteínas al espliceosoma central. [2] El gen Prp8 codifica una proteína que es una parte central del snRNP U5 y el tri-snRNP U5-U4/U6. El tri-snRNP U5-U4/U6 está involucrado con el Complejo B, el espliceosoma precatalítico, donde el snRNP U5 se une a los exones en el extremo 5' del ARNm antes de cambiar a intrones. El snRNP U5 está involucrado en el complejo C, el espliceosoma catalítico, donde el snRNP U5 se une a un exón en el sitio de empalme 3' y se forma el lazo . El snRNP U5 también está involucrado en el complejo C*, el espliceosoma postcatalítico, donde permanece unido al lazo antes de que se libere el ARN empalmado y se reciclen los snRNP.
Los métodos de investigación comunes para estudiar la estructura y funciones de Prp8 son la co- inmunoprecipitación y el análisis Western blot . La estructura de Prp8 incluye un motivo de reconocimiento de ARN , un dominio de unión a ubiquitina MPN / JAB cerca del extremo C y una señal de localización nuclear (NLS) que marca la proteína para que se mueva al núcleo celular. [3] La estructura cristalina de la proteína Prp8 (residuos 885-2413) revela dominios estrechamente asociados que se asemejan a una transcriptasa inversa de intrones y una endonucleasa de restricción de tipo II. Esto implica que Prp8 podría desempeñar funciones similares tanto a la creación de ADNc como al corte del ADN durante el empalme.
La Prp8 también está más involucrada en el mantenimiento de la conformación adecuada de los cofactores y sustratos de ARN unidos de la reacción de empalme. La Prp8, junto con otras dos proteínas snRNP U5, ayuda a activar el espliceosoma y a formar su centro catalítico activo. Se ha propuesto que la hidrólisis de GTP da como resultado un reordenamiento de la Prp8 que libera los snRNP U1 y U4 y es responsable de esta activación del núcleo catalítico del espliceosoma. [4] La Prp8 realiza una función similar a la de un andamio en el espliceosoma y se aferra a muchos de los sustratos y subunidades que interactúan. Se ha reticulado en los sitios de empalme 3' y 5' en el ARNm. [5] Debido a estos elementos estructurales, se ha asumido que la Prp8 puede haber evolucionado a partir de retroelementos inactivados de transcriptasas inversas , [6] con los snRNP reemplazando los dominios catalíticos de los ancestros autoempalmadores. [2]
Mutación y enfermedad
Deficiencias
La mutación de Prp8 se ha relacionado con la enfermedad humana Retinitis Pigmentosa , que causa pérdida de visión, especialmente si progresa hasta la edad adulta. Esta afección autosómica dominante produce una degeneración de los fotorreceptores de la retina del ojo. Este trastorno está causado por mutaciones en el extremo C. La Retinitis Pigmentosa es el resultado de nueve mutaciones sin sentido en el último exón del ARNm maduro que dan lugar a cambios en siete aminoácidos altamente conservados. Los estudios en levadura indican que la mutación del extremo C afecta las interacciones con Brr2p, una helicasa responsable de la función necesaria para el desenrollado de las hélices U1 snRNA/5'SS y U4/U6 RNA.
Mutaciones fenotípicas de Prp8 en distintas especies
La Prp8 de Caenorhabditis elegans se ha relacionado con la reproducción y el desarrollo. Se utilizó RNAi , o interferencia de ARN, para inactivar la Prp8. Esto dio como resultado un alto nivel de esterilidad, un cuerpo claro y una vulva protuberante, todas expresiones fenotípicas vinculadas a la reproducción y el desarrollo. [7] [8] La mutación de Prp8 de ratón ha dado como resultado retinitis pigmentosa (ver arriba). [9] La mutación de Prp8 de levadura da como resultado un defecto de maduración de snRNP U5. [10] El componente U5 snRNAP del esplicesosoma es necesario para unirse a los exones 5' y 3' durante el empalme del pre-ARNm. Las mutaciones con esta subunidad se correlacionan con una edición reducida o inexacta del ARN. En casos graves, las mutaciones en Prp8 pueden provocar la muerte celular.
Véase también
Referencias
- ^ ab Grainger RJ, Beggs JD (mayo de 2005). "Proteína Prp8: en el corazón del espliceosoma". ARN . 11 (5): 533–57. doi :10.1261/rna.2220705. PMC 1370742 . PMID 15840809.
- ^ abc Cox DL, Nelson MM (2008). Principios de bioquímica de Lehninger (5.ª ed.). Nueva York: WH Freeman. págs. 1037–1039. ISBN 9780716771081.
- ^ Bellare P, Kutach AK, Rines AK, Guthrie C, Sontheimer EJ (febrero de 2006). "Unión de ubiquitina por un dominio variante Jab1 / MPN en el factor de empalme de pre-ARNm esencial Prp8p". ARN . 12 (2): 292–302. doi :10.1261/rna.2152306. PMC 1370909 . PMID 16428608.
- ^ Strauss, EJ; Ben-Yehuda, S.; Umen, JG; Wiesner, S.; Brenner, TJ "PRP8 - Componente del complejo snRNP U4/U6-U5 PRP8". WikiGenes . Publicación colaborativa . Consultado el 2 de noviembre de 2015 .
- ^ Galej WP, Oubridge C, Newman AJ, Nagai K (enero de 2013). "La estructura cristalina de Prp8 revela la cavidad del sitio activo del espliceosoma". Nature . 493 (7434): 638–43. Bibcode :2013Natur.493..638G. doi :10.1038/nature11843. PMC 3672837 . PMID 23354046.
- ^ Dlakić M, Mushegian A (mayo de 2011). "Prp8, la proteína fundamental del centro catalítico espliceosómico, evolucionó a partir de una transcriptasa inversa codificada por retroelementos". ARN . 17 (5): 799–808. doi :10.1261/rna.2396011. PMC 3078730 . PMID 21441348.
- ^ Gönczy P, Echeverri C, Oegema K, Coulson A, Jones SJ, Copley RR, Duperon J, Oegema J, Brehm M, Cassin E, Hannak E, Kirkham M, Pichler S, Flohrs K, Goessen A, Leidel S, Alleaume AM, Martin C, Ozlü N, Bork P, Hyman AA (noviembre de 2000). "Análisis genómico funcional de la división celular en C. elegans utilizando ARNi de genes en el cromosoma III". Naturaleza . 408 (6810): 331–6. Código Bib :2000Natur.408..331G. doi :10.1038/35042526. PMID 11099034. S2CID 4364278.
- ^ McKie AB, McHale JC, Keen TJ, Tarttelin EE, Goliath R, van Lith-Verhoeven JJ, Greenberg J, Ramesar RS, Hoyng CB, Cremers FP, Mackey DA, Bhattacharya SS, Bird AC, Markham AF, Inglehearn CF (julio de 2001). "Mutaciones en el gen PRPC8 del factor de empalme del pre-ARNm en la retinitis pigmentosa autosómica dominante (RP13)". Genética molecular humana . 10 (15): 1555–62. doi : 10.1093/hmg/10.15.1555 . PMID 11468273.
- ^ Graziotto JJ, Farkas MH, Bujakowska K, Deramaudt BM, Zhang Q, Nandrot EF, Inglehearn CF, Bhattacharya SS, Pierce EA (enero de 2011). "Tres modelos de ratón dirigidos a genes del factor de empalme de ARN RP muestran degeneración retiniana y del epitelio pigmentario de la retina de aparición tardía". Oftalmología y ciencia visual de investigación . 52 (1): 190–8. doi :10.1167/iovs.10-5194. PMC 3053274. PMID 20811066 .
- ^ Boon KL, Grainger RJ, Ehsani P, Barrass JD, Auchynnikava T, Inglehearn CF, Beggs JD (noviembre de 2007). "Las mutaciones de prp8 que causan retinitis pigmentosa humana conducen a un defecto de maduración de snRNP U5 en levadura". Nature Structural & Molecular Biology . 14 (11): 1077–83. doi :10.1038/nsmb1303. PMC 2584834 . PMID 17934474.
