Este gen codifica una proteína homodímera en forma de arco de 130 Å de longitud . El producto proteico de longitud completa abarca 239 residuos , 55 de los cuales comprenden la secuencia de direccionamiento mitocondrial (MTS) en su terminal N. Sin embargo, una vez que la proteína de longitud completa se importa a las mitocondrias, esta secuencia se escinde para producir la proteína madura de 184 residuos. [9] [10] [11] Esta escisión también expone cuatro residuos en el terminal N, Ala-Val-Pro-Ile (AVPI), que es el núcleo del dominio de unión de IAP y crucial para inhibir XIAP . [9] [10] [11] Específicamente, la secuencia tetrapeptídica se une al dominio BIR3 de XIAP para formar un complejo estable entre SMAC y XIAP. [9] [10] [11] La estructura del homodímero también facilita la unión de SMAC-XIAP a través del dominio BIR2, aunque no se forma hasta que la proteína se libera en el citoplasma como resultado de la permeabilización de la membrana mitocondrial externa . [11] Por lo tanto, los mutantes monoméricos de SMAC todavía pueden unirse al dominio BIR3 pero no al dominio BIR2, lo que compromete la función inhibidora de la proteína. [10] Mientras tanto, las mutaciones dentro de la secuencia AVPI conducen a la pérdida de función, aunque SMAC todavía puede realizar funciones independientes de la unión de IAP, como inducir la ubiquitinilación de XIAP. [10] [12]
SMAC es una proteína mitocondrial que promueve la activación de la apoptosis dependiente del citocromo c y del receptor TNF al inhibir el efecto de IAP, un grupo de proteínas que regulan negativamente la apoptosis o muerte celular programada. [8] [13] SMAC normalmente es una proteína mitocondrial localizada en el espacio intermembrana mitocondrial , pero ingresa al citosol cuando las células experimentan apoptosis. [7] [10] [12] [14] A través de la vía intrínseca de la apoptosis, las proteínas BCL-2 como BAK y BAX forman un poro en la membrana mitocondrial externa , lo que lleva a la permeabilización de la membrana mitocondrial y la liberación de citocromo c y SMAC. [9] [10] Mientras que el citocromo c activa directamente APAF1 y caspasa 9 , SMAC se une a IAP, como las proteínas XIAP y cIAP, para inhibir su actividad de unión a caspasa y permitir la activación de la apoptosis por caspasa . [7] [9] [10] [12] [14] El SMAC se expresa de forma ubicua en muchos tipos de células, lo que lo implica en varios procesos biológicos que involucran apoptosis. [15] Actualmente, las funciones no apoptósicas del SMAC siguen sin estar claras. [11]
Tras la elucidación experimental de la estructura de SMAC, se han desarrollado miméticos de SMAC de moléculas pequeñas para imitar el tetrapéptido AVPI en el dominio de unión de IAP de SMAC, que es responsable de la unión de los dominios BIR3 en IAP como XIAP, cIAP1 y cIAP2 para inducir la apoptosis y, a veces, la necroptosis . [9] [16] Varios de los numerosos miméticos de SMAC diseñados en la última década aproximadamente se están sometiendo ahora a ensayos clínicos, incluido SM-406 de Bai y colegas y dos miméticos de Genentech . Estos miméticos también están diseñados para dirigirse directamente a las células tumorales a través de la interacción con proteínas inflamatorias, como IL-1β , que se producen comúnmente en lesiones tumorales sólidas . [9] En particular, los estudios preclínicos indican que el uso de miméticos de SMAC junto con quimioterapia , ligandos y agonistas del receptor de muerte , así como fármacos dirigidos a moléculas pequeñas , mejoran la sensibilidad de las células tumorales a estos tratamientos. [9] [13] [16] Además de mejorar el éxito de la eliminación del tumor, esta mayor sensibilidad puede permitir dosis más pequeñas, minimizando así los efectos secundarios y manteniendo la eficacia. [16] No obstante, todavía existe la posibilidad de efectos secundarios, como niveles elevados de citocinas y quimiocinas en tejidos normales, dependiendo del entorno celular. [9]
Además de los cánceres, las mutaciones en DIABLO están asociadas con la aparición en adultos jóvenes de sordera no sindrómica-64. [7]
Interacciones
Se ha demostrado que el homólogo de Diablo interactúa con:
^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000184047 – Ensembl , mayo de 2017
^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000029433 – Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ McNeish IA, Bell S, McKay T, Tenev T, Marani M, Lemoine NR (junio de 2003). "La expresión de Smac/DIABLO en células de carcinoma ovárico induce apoptosis a través de una vía mediada por caspasa-9". Experimental Cell Research . 286 (2): 186–98. doi :10.1016/S0014-4827(03)00073-9. PMID 12749848.
^ Yu J, Wang P, Ming L, Wood MA, Zhang L (junio de 2007). "SMAC/Diablo media la función proapoptótica de PUMA regulando los eventos mitocondriales inducidos por PUMA". Oncogene . 26 (29): 4189–98. doi :10.1038/sj.onc.1210196. PMID 17237824. S2CID 25230886.
^ abcdefgh "Entrez Gene: homólogo de DIABLO diablo (Drosophila)".
^ ab Vucic D, Deshayes K, Ackerly H, Pisabarro MT, Kadkhodayan S, Fairbrother WJ, Dixit VM (abril de 2002). "SMAC regula negativamente la actividad antiapoptótica del inhibidor de la apoptosis del melanoma (ML-IAP)". The Journal of Biological Chemistry . 277 (14): 12275–9. doi : 10.1074/jbc.M112045200 . PMID 11801603.
^ abcdefghijklm Bai L, Smith DC, Wang S (octubre de 2014). "Miméticos de SMAC de moléculas pequeñas como nuevas terapias contra el cáncer". Farmacología y terapéutica . 144 (1): 82–95. doi :10.1016/j.pharmthera.2014.05.007. PMC 4247261 . PMID 24841289.
^ abcdefghijklm Shi Y (mayo de 2001). "Una visión estructural de la apoptosis mediada por mitocondrias". Nature Structural Biology . 8 (5): 394–401. doi :10.1038/87548. PMID 11323712. S2CID 19501646.
^ abcde Galluzzi L, Joza N, Tasdemir E, Maiuri MC, Hengartner M, Abrams JM, Tavernarakis N, Penninger J, Madeo F, Kroemer G (julio de 2008). "No hay muerte sin vida: funciones vitales de los efectores apoptóticos". Muerte celular y diferenciación . 15 (7): 1113–23. doi :10.1038/cdd.2008.28. PMC 2917777 . PMID 18309324.
^ abcd Martinez-Ruiz GU, Victoria-Acosta G, Vazquez-Santillan KI, Jimenez-Hernandez L, Muñoz-Galindo L, Ceballos-Cancino G, Maldonado V, Melendez-Zajgla J (2014). "La expresión ectópica de una nueva variante de empalme alternativo de Smac/DIABLO aumenta la formación de mamosferas". Revista Internacional de Patología Clínica y Experimental . 7 (9): 5515–26. PMC 4203164 . PMID 25337193.
^ abcd Zeng H, Zhang S, Yang KY, Wang T, Hu JL, Huang LL, Wu G (diciembre de 2010). "La supresión de la expresión del segundo activador de caspasa derivado de mitocondria mediante RNAi mejora el crecimiento y la resistencia al cisplatino de las células de cáncer de pulmón humano". Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals . 25 (6): 705–12. doi :10.1089/cbr.2010.0786. PMID 21204765.
^ ab Anguiano-Hernandez YM, Chartier A, Huerta S (julio de 2007). "Smac/DIABLO y cáncer de colon". Agentes anticáncer en química medicinal . 7 (4): 467–73. doi :10.2174/187152007781058631. PMID 17630921.
^ ab Dobrzycka B, Terlikowski SJ, Bernaczyk PS, Garbowicz M, Niklinski J, Chyczewski L, Kulikowski M (diciembre de 2010). "Importancia pronóstica de smac / DIABLO en el cáncer de endometrio endometrioide". Folia Histochemica et Cytobiologica / Academia Polaca de Ciencias, Sociedad Polaca de Histoquímica y Citoquímica . 48 (4): 678–81. doi : 10.2478/v10042-010-0091-2 . PMID 21478115.
^ abcd Sun Q, Zheng X, Zhang L, Yu J (abril de 2011). "Smac modula la quimiosensibilidad en células de cáncer de cabeza y cuello a través de la vía apoptótica mitocondrial". Clinical Cancer Research . 17 (8): 2361–72. doi :10.1158/1078-0432.CCR-10-2262. PMC 3079009 . PMID 21242120.
^ Scavullo C, Servida F, Lecis D, Onida F, Drago C, Ferrante L, Seneci P, Barcellini W, Lionetti M, Todoerti K, Neri A, Delia D, Deliliers GL (julio de 2013). "Los compuestos miméticos de Smac de agente único inducen la apoptosis en la leucemia linfocítica crónica B (B-CLL)". Investigación sobre la leucemia . 37 (7): 809–15. doi :10.1016/j.leukres.2013.03.016. PMID 23618690.
^ Hegde R, Srinivasula SM, Datta P, Madesh M, Wassell R, Zhang Z, Cheong N, Nejmeh J, Fernandes-Alnemri T, Hoshino S, Alnemri ES (octubre de 2003). "El factor liberador de la cadena polipeptídica GSPT1/eRF3 se procesa proteolíticamente en una proteína de unión a IAP". The Journal of Biological Chemistry . 278 (40): 38699–706. doi : 10.1074/jbc.M303179200 . PMID 12865429.
^ ab Song Z, Yao X, Wu M (junio de 2003). "La interacción directa entre survivina y Smac/DIABLO es esencial para la actividad antiapoptótica de survivina durante la apoptosis inducida por taxol". The Journal of Biological Chemistry . 278 (25): 23130–40. doi : 10.1074/jbc.M300957200 . PMID 12660240.
^ Kuai J, Nickbarg E, Wooters J, Qiu Y, Wang J, Lin LL (abril de 2003). "La asociación endógena de TRAF2, TRAF3, cIAP1 y Smac con el receptor de linfotoxina beta revela un nuevo mecanismo de apoptosis". The Journal of Biological Chemistry . 278 (16): 14363–9. doi : 10.1074/jbc.M208672200 . PMID 12571250.
^ Verhagen AM, Ekert PG, Pakusch M, Silke J, Connolly LM, Reid GE, Moritz RL, Simpson RJ, Vaux DL (julio de 2000). "Identificación de DIABLO, una proteína de mamíferos que promueve la apoptosis mediante la unión a las proteínas IAP y su antagonismo". Cell . 102 (1): 43–53. doi : 10.1016/s0092-8674(00)00009-x . PMID 10929712. S2CID 3192775.
^ Hunter AM, Kottachchi D, Lewis J, Duckett CS, Korneluk RG, Liston P (febrero de 2003). "Un nuevo sistema de fusión de ubiquitina evita las mitocondrias y genera Smac/DIABLO biológicamente activo". The Journal of Biological Chemistry . 278 (9): 7494–9. doi : 10.1074/jbc.C200695200 . PMID 12511567.
^ Davoodi J, Lin L, Kelly J, Liston P, MacKenzie AE (septiembre de 2004). "La proteína inhibidora de la apoptosis neuronal no interactúa con Smac y requiere ATP para unirse a la caspasa-9". The Journal of Biological Chemistry . 279 (39): 40622–8. doi : 10.1074/jbc.M405963200 . PMID 15280366.
^ Verhagen AM, Silke J, Ekert PG, Pakusch M, Kaufmann H, Connolly LM, Day CL, Tikoo A, Burke R, Wrobel C, Moritz RL, Simpson RJ, Vaux DL (enero de 2002). "HtrA2 promueve la muerte celular a través de su actividad de serina proteasa y su capacidad para antagonizar el inhibidor de las proteínas de apoptosis". The Journal of Biological Chemistry . 277 (1): 445–54. doi : 10.1074/jbc.M109891200 . PMID 11604410.
Lectura adicional
Shi Y (2001). "Una visión estructural de la apoptosis mediada por mitocondrias". Nat. Struct. Biol . 8 (5): 394–401. doi :10.1038/87548. PMID 11323712. S2CID 19501646.
Anguiano-Hernandez YM, Chartier A, Huerta S (2007). "Smac/DIABLO y cáncer de colon". Agentes anticáncer en química medicinal . 7 (4): 467–73. doi :10.2174/187152007781058631. PMID 17630921.
Maruyama K, Sugano S (1994). "Oligo-capping: un método simple para reemplazar la estructura de capuchón de los ARNm eucariotas con oligorribonucleótidos". Gene . 138 (1–2): 171–4. doi :10.1016/0378-1119(94)90802-8. PMID 8125298.
Bonaldo MF, Lennon G, Soares MB (1997). "Normalización y sustracción: dos enfoques para facilitar el descubrimiento de genes". Genome Res . 6 (9): 791–806. doi : 10.1101/gr.6.9.791 . PMID 8889548.
Suzuki Y, Yoshitomo-Nakagawa K, Maruyama K, Suyama A, Sugano S (1997). "Construcción y caracterización de una biblioteca de ADNc enriquecida en longitud completa y enriquecida en el extremo 5'". Gene . 200 (1–2): 149–56. doi :10.1016/S0378-1119(97)00411-3. PMID 9373149.
Du C, Fang M, Li Y, Li L, Wang X (2000). "Smac, una proteína mitocondrial que promueve la activación de la caspasa dependiente del citocromo c eliminando la inhibición de la IAP". Cell . 102 (1): 33–42. doi : 10.1016/S0092-8674(00)00008-8 . PMID 10929711. S2CID 11268259.
Verhagen AM, Ekert PG, Pakusch M, Silke J, Connolly LM, Reid GE, Moritz RL, Simpson RJ, Vaux DL (2000). "Identificación de DIABLO, una proteína de mamíferos que promueve la apoptosis mediante la unión a las proteínas IAP y su antagonismo". Cell . 102 (1): 43–53. doi : 10.1016/S0092-8674(00)00009-X . PMID 10929712. S2CID 3192775.
Srinivasula SM, Datta P, Fan XJ, Fernandes-Alnemri T, Huang Z, Alnemri ES (2000). "Determinantes moleculares de la actividad promotora de caspasa de Smac/DIABLO y su papel en la vía del receptor de muerte". J. Biol. Chem . 275 (46): 36152–7. doi : 10.1074/jbc.C000533200 . PMID 10950947.
Chai J, Du C, Wu JW, Kyin S, Wang X, Shi Y (2000). "Base estructural y bioquímica de la activación apoptótica por Smac/DIABLO". Nature . 406 (6798): 855–62. Bibcode :2000Natur.406..855C. doi :10.1038/35022514. PMID 10972280. S2CID 4385614.
Liu Z, Sun C, Olejniczak ET, Meadows RP, Betz SF, Oost T, Herrmann J, Wu JC, Fesik SW (2001). "Base estructural para la unión de Smac/DIABLO al dominio XIAP BIR3". Nature . 408 (6815): 1004–8. doi :10.1038/35050006. PMID 11140637. S2CID 4397833.
Wu G, Chai J, Suber TL, Wu JW, Du C, Wang X, Shi Y (2001). "Base estructural del reconocimiento de IAP por Smac/DIABLO". Nature . 408 (6815): 1008–12. doi :10.1038/35050012. PMID 11140638. S2CID 4422796.
Srinivasula SM, Hegde R, Saleh A, Datta P, Shiozaki E, Chai J, Lee RA, Robbins PD, Fernandes-Alnemri T, Shi Y, Alnemri ES (2001). "Un motivo de interacción XIAP conservado en caspasa-9 y Smac/DIABLO regula la actividad de la caspasa y la apoptosis". Nature . 410 (6824): 112–6. Bibcode :2001Natur.410..112S. doi :10.1038/35065125. PMID 11242052. S2CID 4380050.
Huang Y, Park YC, Rich RL, Segal D, Myszka DG, Wu H (2001). "Base estructural de la inhibición de la caspasa por XIAP: funciones diferenciales del dominio enlazador frente al dominio BIR". Cell . 104 (5): 781–90. doi : 10.1016/S0092-8674(01)00273-2 . PMID 11257231. S2CID 14019346.
Roberts DL, Merrison W, MacFarlane M, Cohen GM (2001). "El dominio de unión a proteínas inhibidor de la apoptosis de Smac no es esencial para su actividad proapoptótica". J. Cell Biol . 153 (1): 221–8. doi :10.1083/jcb.153.1.221. PMC 2185525. PMID 11285287 .
Verhagen AM, Silke J, Ekert PG, Pakusch M, Kaufmann H, Connolly LM, Day CL, Tikoo A, Burke R, Wrobel C, Moritz RL, Simpson RJ, Vaux DL (2002). "HtrA2 promueve la muerte celular a través de su actividad de serina proteasa y su capacidad para antagonizar el inhibidor de las proteínas de apoptosis". J. Biol. Chem . 277 (1): 445–54. doi : 10.1074/jbc.M109891200 . PMID 11604410.
Adrain C, Creagh EM, Martin SJ (2002). "La liberación de Smac/DIABLO asociada a la apoptosis de las mitocondrias requiere caspasas activas y está bloqueada por Bcl-2". EMBO J . 20 (23): 6627–36. doi :10.1093/emboj/20.23.6627. PMC 125329 . PMID 11726499.
Sun XM, Bratton SB, Butterworth M, MacFarlane M, Cohen GM (2002). "Bcl-2 y Bcl-xL inhiben la apoptosis mediada por CD95 al prevenir la liberación mitocondrial de Smac/DIABLO y la posterior inactivación de la proteína inhibidora de la apoptosis ligada al cromosoma X". J. Biol. Chem . 277 (13): 11345–51. doi : 10.1074/jbc.M109893200 . PMID 11801595.