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群特异性抗原

行進 31, 2023

群特异性抗原（英语：Group-specific antigen，缩写：Gag）是包含逆转录病毒目（花椰菜病毒科除外）核心结构蛋白的多聚蛋白质。之所以这样命名，是因为科学家曾经认为它具有抗原性。现在知道是它构成了内壳，而不是暴露在外面的外壳。它构成了病毒构象的所有结构单元，并为成熟的病毒粒子提供支持框架。

群特异性抗原（Gag）
标识
生物 HIV-1 M:B_HXB2R
符号 gag
UniProt P04591
其他数据

所有正逆转录病毒Gag蛋白都被蛋白酶加工成MA（基质）、CA（衣壳）、NC（核衣壳）部分，有时甚至更多。[1]如果Gag无法切割成其亚基，则病毒体无法成熟并保持无感染性。

它包含部分Gag-onc融合蛋白。

在HIV里的Gag

 
HIV-1 Gag蛋白homo18-mer
 
HIV-1的RNA基因组结构中的Gag蛋白

编号系统

HIV基因组是根据HIV-1 M组B亚型参考毒株HXB2进行编号的。[2]

转录和mRNA加工

病毒进入靶细胞后，病毒基因组被整合到宿主细胞的染色质中。接着，RNA聚合酶II转录9181核苷酸全长病毒RNA。HIV Gag蛋白由HIV Gag基因编码，HXB2核苷酸790-2292。[2]

MA（基质，Matrix protein）

HIV p17基质蛋白（MA）是一种17kDa的蛋白质，由132个氨基酸组成，包含Gag多聚蛋白质的N末端。它负责通过其高碱性区域（HBR）与磷脂酰肌醇二磷酸（PI(4,5)P2）产生相互作用，将Gag多聚蛋白质靶向细胞膜。[3]HIV MA还与组装病毒中的HIV跨膜糖蛋白Gp41接触。的确，它可能在将包膜糖蛋白募集到病毒出芽位点方面发挥关键作用。[來源請求]

一旦Gag在核糖体上被翻译，Gag多聚蛋白质就会被N-肉豆蔻酰转移酶1在其N末端甘氨酸残基上进行豆蔻酰化。这是细胞膜靶向的关键修改。在膜未结合形式中，MA肉豆蔻酰脂肪酸尾被隔离在MA蛋白核心的疏水口袋中。[3]

MA HBR对细胞膜PI(4,5)P2的识别激活了“肉豆蔻酰开关”，其中肉豆蔻酰基从MA疏水口袋中挤出并嵌入细胞膜中。[3]与肉豆蔻酰开关激活平行（或可能伴随），PI(4,5)P2的花生四烯酸部分从细胞膜中提取并结合在MA表面的通道中（这与之前被MA肉豆蔻酰基团占据的通道不同）。[3]

然后，HIV Gag通过三种相互作用紧密结合到膜表面：

  1. 在MA HBR和PI(4,5)P2磷酸肌醇之间，
  2. 在MA挤出的肉豆蔻酰尾和细胞膜的疏水内部之间，
  3. 在PI(4,5)P2花生四烯酸部分和沿着MA表面的疏水通道之间。[來源請求]

CA（衣壳，Capsid）

P24衣壳蛋白（CA）是一种24kDa的蛋白质，融合到未加工的HIV Gag多聚蛋白质中MA的C末端。病毒成熟后，CA会形成病毒衣壳。CA有两个公认的结构域，即C端结构域（C-terminal domain）和N端结构域（N-terminal domain）。CA C端结构域和N端结构域在HIV出芽和衣壳结构中具有不同的作用。[來源請求]

当使用西方墨点法检测HIV感染时，p24是测试的三种主要蛋白质之一，另外还有Gp120和Gp41。

虽然MA、IN、VPR和cPPT之前曾被认为是影响HIV靶向非分裂细胞能力的因素，但CA已被证明是非分裂细胞中逆转录病毒感染性的主要决定因素，这对于帮助避免基因治疗中的慢病毒载体的插入式突变。[4]

SP1（间隔肽1，Spacer peptide 1）

间隔肽1（SP1）是一种介于CA和NC之间的14氨基酸多肽。CA-SP1连接处的切割是病毒成熟的最后一步，它允许CA凝结成病毒衣壳。SP1在溶液中是非结构化的，但在极性较低的溶剂或高多肽浓度下，它变成α螺旋结构。[5]在科学研究中，CA（24kDa）的蛋白质印迹可以通过25kDa条带（未切割的CA-SP1）的高相对存在来指示成熟缺陷。SP1在HIV粒子组装中起着关键作用，[5]尽管其作用的确切性质和SP1结构动力学的生理相关性尚不清楚。

NC（核衣壳，Necleocapsid）

HIV核衣壳蛋白（NC）是Gag多聚蛋白质中的7kDa锌指蛋白，在病毒成熟后形成病毒核衣壳。NC将全长病毒基因组RNA募集到新生病毒颗粒中。[來源請求]

SP2（间隔肽2，Spacer peptide 2）

间隔肽2（SP2）是一种功能未知的16氨基酸多肽，可分隔Gag蛋白NC和p6。

P6

HIV P6是位于Gag多聚蛋白质C端的6kDa多肽。[6]它募集细胞蛋白肿瘤易感基因101（运输所需的内体分选复合物-1的一个组成部分）和ALIX蛋白以启动病毒颗粒从细胞膜出芽。P6在成熟病毒中没有已知功能。[來源請求]

在内源性逆转录病毒中

人内源性逆转录病毒K和人内源性逆转录病毒W拷贝里都携带广泛表达的Gag基因，这些基因通常都是受损的。推测它们与多发性硬化症和其他神经系统疾病有关的历史由来已久。[7]

在其他病毒中

泡沫病毒Gag蛋白
鑑定
標誌Gag_spuma
PfamPF03276（旧版）
InterPro（英语：InterPro）IPR004957
現有可用的蛋白結構：
Pfam結構（旧版） / ECOD
PDBRCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum（英语：PDBsum）結構概要

泡沫逆转录病毒亚科（例如UniProt P14349）和转座病毒科（例如UniProt Q86TG7）的Gag基因只有一个可识别的核壳部分。 它还缺少豆蔻酰化序列。[8]

泡沫逆转录病毒Gag与正逆转录病毒Gag相关，经结构研究表明，N端结构域的一部分与典型的衣壳蛋白具有功能和结构同源性。[9]泡沫逆转录病毒Gag不像正逆转录病毒Gag那样处理， 只需要在C端进行微小的3kDa切割，其他切割位点通常效率低下。[10]

转座病毒Gag也是已知具有结构上同源的衣壳蛋白。每个衣壳由540种蛋白质组装而成。与正逆转录病毒CA蛋白不同，它不需要显着成熟。[11]动物活性调节的细胞骨架相关蛋白（ARC）基因是从转座病毒属Gag中重新利用的。[12]该基因负责在神经细胞之间转运mRNA，这是神经可塑性的关键部分。它独立出现在四足动物和果蝇中。[13]

花椰菜病毒科成员很少对其包含衣壳的ORF进行Gag分配，但CP-PRO-POL布局确实显示了与规范的Gag-Pol设置的类比。这些部分是否粘在一起形成多聚蛋白质取决于花椰菜病毒科的属。[來源請求]

参见

  • 逆转录病毒通读元件

参考文献

  1. ^ Coffin JM, Hughes SH, Varmus HE. Genetic Organization. Retroviruses. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1997 （英语）. 
  2. ^ 2.0 2.1 Landmarks of the HIV genome. Los Alamos National Laboratory. [2013-11-04]. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Lalonde MS, Sundquist WI. How HIV finds the door. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. November 2012, 109 (46): 18631–2. Bibcode:2012PNAS..10918631L. PMC 3503163  . PMID 23118338. doi:10.1073/pnas.1215940109  . 
  4. ^ Yamashita M, Emerman M. Capsid Is a Dominant Determinant of Retrovirus Infectivity in Nondividing Cells. Journal of Virology. June 2004, 78 (11): 5670–5678. PMC 415837  . PMID 15140964. doi:10.1128/JVI.78.11.5670-5678.2004. 
  5. ^ 5.0 5.1 Datta SA, Temeselew LG, Crist RM, Soheilian F, Kamata A, Mirro J, et al. On the role of the SP1 domain in HIV-1 particle assembly: a molecular switch?. Journal of Virology. May 2011, 85 (9): 4111–21. PMC 3126284  . PMID 21325421. doi:10.1128/JVI.00006-11. 
  6. ^ Solbak SM, Reksten TR, Hahn F, Wray V, Henklein P, Henklein P, et al. HIV-1 p6 - a structured to flexible multifunctional membrane-interacting protein. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes (Elsevier BV). February 2013, 1828 (2): 816–23. PMID 23174350. doi:10.1016/j.bbamem.2012.11.010  . 
  7. ^ Antony JM, Deslauriers AM, Bhat RK, Ellestad KK, Power C. Human endogenous retroviruses and multiple sclerosis: innocent bystanders or disease determinants? (PDF). Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. February 2011, 1812 (2): 162–76. PMC 7172332  . PMID 20696240. doi:10.1016/j.bbadis.2010.07.016. 
  8. ^ Touret F, Guiguen F, Greenland T, Terzian C. In between: gypsy in Drosophila melanogaster reveals new insights into endogenous retrovirus evolution. Viruses. December 2014, 6 (12): 4914–25. PMC 4276936  . PMID 25502325. doi:10.3390/v6124914  . 
  9. ^ Ball NJ, Nicastro G, Dutta M, Pollard DJ, Goldstone DC, Sanz-Ramos M, et al. Structure of a Spumaretrovirus Gag Central Domain Reveals an Ancient Retroviral Capsid. PLOS Pathogens. November 2016, 12 (11): e1005981. PMC 5102385  . PMID 27829070. doi:10.1371/journal.ppat.1005981  . 
  10. ^ Müllers E. The foamy virus Gag proteins: what makes them different?. Viruses. March 2013, 5 (4): 1023–41. PMC 3705263  . PMID 23531622. doi:10.3390/v5041023  . 
  11. ^ Dodonova SO, Prinz S, Bilanchone V, Sandmeyer S, Briggs JA. Structure of the Ty3/Gypsy retrotransposon capsid and the evolution of retroviruses. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. May 2019, 116 (20): 10048–10057. PMC 6525542  . PMID 31036670. doi:10.1073/pnas.1900931116  . 
  12. ^ Cottee MA, Letham SC, Young GR, Stoye JP, Taylor IA. Drosophila melanogaster ARC1 reveals a repurposed molecule with characteristics of retroviral Gag. Science Advances. January 2020, 6 (1): eaay6354. PMC 6938703  . PMID 31911950. doi:10.1126/sciadv.aay6354  . 
  13. ^ Parrish NF, Tomonaga K. A Viral (Arc)hive for Metazoan Memory. Cell. January 2018, 172 (1–2): 8–10. PMID 29328922. doi:10.1016/j.cell.2017.12.029  . 

外部链接

行進 31, 2023
群特异性抗原, 此條目需要精通或熟悉相关主题的编者参与及协助编辑, 2022年12月13日, 請邀請適合的人士改善本条目, 更多的細節與詳情請參见討論頁, 英语, group, specific, antigen, 缩写, 是包含逆转录病毒目, 花椰菜病毒科除外, 核心结构蛋白的多聚蛋白质, 之所以这样命名, 是因为科学家曾经认为它具有抗原性, 现在知道是它构成了内壳, 而不是暴露在外面的外壳, 它构成了病毒构象的所有结构单元, 并为成熟的病毒粒子提供支持框架, 标识生物, hxb2r符号, gaguniprot,. 此條目需要精通或熟悉相关主题的编者参与及协助编辑 2022年12月13日 請邀請適合的人士改善本条目 更多的細節與詳情請參见討論頁 群特异性抗原 英语 Group specific antigen 缩写 Gag 是包含逆转录病毒目 花椰菜病毒科除外 核心结构蛋白的多聚蛋白质 之所以这样命名 是因为科学家曾经认为它具有抗原性 现在知道是它构成了内壳 而不是暴露在外面的外壳 它构成了病毒构象的所有结构单元 并为成熟的病毒粒子提供支持框架 群特异性抗原 Gag 标识生物 HIV 1 M B HXB2R符号 gagUniProt P04591其他数据所有正逆转录病毒Gag蛋白都被蛋白酶加工成MA 基质 CA 衣壳 NC 核衣壳 部分 有时甚至更多 1 如果Gag无法切割成其亚基 则病毒体无法成熟并保持无感染性 它包含部分Gag onc融合蛋白 目录 1 在HIV里的Gag 1 1 编号系统 1 2 转录和mRNA加工 1 3 MA 基质 Matrix protein 1 4 CA 衣壳 Capsid 1 5 SP1 间隔肽1 Spacer peptide 1 1 6 NC 核衣壳 Necleocapsid 1 7 SP2 间隔肽2 Spacer peptide 2 1 8 P6 2 在内源性逆转录病毒中 3 在其他病毒中 4 参见 5 参考文献 6 外部链接在HIV里的Gag 编辑 HIV 1 Gag蛋白homo18 mer HIV 1的RNA基因组结构中的Gag蛋白 编号系统 编辑 HIV基因组是根据HIV 1 M组B亚型参考毒株HXB2进行编号的 2 转录和mRNA加工 编辑 病毒进入靶细胞后 病毒基因组被整合到宿主细胞的染色质中 接着 RNA聚合酶II转录9181核苷酸全长病毒RNA HIV Gag蛋白由HIV Gag基因编码 HXB2核苷酸790 2292 2 MA 基质 Matrix protein 编辑 HIV p17基质蛋白 MA 是一种17kDa的蛋白质 由132个氨基酸组成 包含Gag多聚蛋白质的N末端 它负责通过其高碱性区域 HBR 与磷脂酰肌醇二磷酸 PI 4 5 P2 产生相互作用 将Gag多聚蛋白质靶向细胞膜 3 HIV MA还与组装病毒中的HIV跨膜糖蛋白Gp41接触 的确 它可能在将包膜糖蛋白募集到病毒出芽位点方面发挥关键作用 來源請求 一旦Gag在核糖体上被翻译 Gag多聚蛋白质就会被N 肉豆蔻酰转移酶1在其N末端甘氨酸残基上进行豆蔻酰化 这是细胞膜靶向的关键修改 在膜未结合形式中 MA肉豆蔻酰脂肪酸尾被隔离在MA蛋白核心的疏水口袋中 3 MA HBR对细胞膜PI 4 5 P2的识别激活了 肉豆蔻酰开关 其中肉豆蔻酰基从MA疏水口袋中挤出并嵌入细胞膜中 3 与肉豆蔻酰开关激活平行 或可能伴随 PI 4 5 P2的花生四烯酸部分从细胞膜中提取并结合在MA表面的通道中 这与之前被MA肉豆蔻酰基团占据的通道不同 3 然后 HIV Gag通过三种相互作用紧密结合到膜表面 在MA HBR和PI 4 5 P2磷酸肌醇之间 在MA挤出的肉豆蔻酰尾和细胞膜的疏水内部之间 在PI 4 5 P2花生四烯酸部分和沿着MA表面的疏水通道之间 來源請求 CA 衣壳 Capsid 编辑 P24衣壳蛋白 CA 是一种24kDa的蛋白质 融合到未加工的HIV Gag多聚蛋白质中MA的C末端 病毒成熟后 CA会形成病毒衣壳 CA有两个公认的结构域 即C端结构域 C terminal domain 和N端结构域 N terminal domain CA C端结构域和N端结构域在HIV出芽和衣壳结构中具有不同的作用 來源請求 当使用西方墨点法检测HIV感染时 p24是测试的三种主要蛋白质之一 另外还有Gp120和Gp41 虽然MA IN VPR和cPPT之前曾被认为是影响HIV靶向非分裂细胞能力的因素 但CA已被证明是非分裂细胞中逆转录病毒感染性的主要决定因素 这对于帮助避免基因治疗中的慢病毒载体的插入式突变 4 SP1 间隔肽1 Spacer peptide 1 编辑 间隔肽1 SP1 是一种介于CA和NC之间的14氨基酸多肽 CA SP1连接处的切割是病毒成熟的最后一步 它允许CA凝结成病毒衣壳 SP1在溶液中是非结构化的 但在极性较低的溶剂或高多肽浓度下 它变成a螺旋结构 5 在科学研究中 CA 24kDa 的蛋白质印迹可以通过25kDa条带 未切割的CA SP1 的高相对存在来指示成熟缺陷 SP1在HIV粒子组装中起着关键作用 5 尽管其作用的确切性质和SP1结构动力学的生理相关性尚不清楚 NC 核衣壳 Necleocapsid 编辑 HIV核衣壳蛋白 NC 是Gag多聚蛋白质中的7kDa锌指蛋白 在病毒成熟后形成病毒核衣壳 NC将全长病毒基因组RNA募集到新生病毒颗粒中 來源請求 SP2 间隔肽2 Spacer peptide 2 编辑 间隔肽2 SP2 是一种功能未知的16氨基酸多肽 可分隔Gag蛋白NC和p6 P6 编辑 HIV P6是位于Gag多聚蛋白质C端的6kDa多肽 6 它募集细胞蛋白肿瘤易感基因101 运输所需的内体分选复合物 1的一个组成部分 和ALIX蛋白以启动病毒颗粒从细胞膜出芽 P6在成熟病毒中没有已知功能 來源請求 在内源性逆转录病毒中 编辑人内源性逆转录病毒K和人内源性逆转录病毒W拷贝里都携带广泛表达的Gag基因 这些基因通常都是受损的 推测它们与多发性硬化症和其他神经系统疾病有关的历史由来已久 7 在其他病毒中 编辑泡沫病毒Gag蛋白鑑定標誌Gag spumaPfamPF03276 旧版 InterPro 英语 InterPro IPR004957現有可用的蛋白結構 Pfam結構 旧版 ECODPDBRCSB PDB PDBe PDBjPDBsum 英语 PDBsum 結構概要泡沫逆转录病毒亚科 例如UniProt P14349 和转座病毒科 例如UniProt Q86TG7 的Gag基因只有一个可识别的核壳部分 它还缺少豆蔻酰化序列 8 泡沫逆转录病毒Gag与正逆转录病毒Gag相关 经结构研究表明 N端结构域的一部分与典型的衣壳蛋白具有功能和结构同源性 9 泡沫逆转录病毒Gag不像正逆转录病毒Gag那样处理 只需要在C端进行微小的3kDa切割 其他切割位点通常效率低下 10 转座病毒Gag也是已知具有结构上同源的衣壳蛋白 每个衣壳由540种蛋白质组装而成 与正逆转录病毒CA蛋白不同 它不需要显着成熟 11 动物活性调节的细胞骨架相关蛋白 ARC 基因是从转座病毒属Gag中重新利用的 12 该基因负责在神经细胞之间转运mRNA 这是神经可塑性的关键部分 它独立出现在四足动物和果蝇中 13 花椰菜病毒科成员很少对其包含衣壳的ORF进行Gag分配 但CP PRO POL布局确实显示了与规范的Gag Pol设置的类比 这些部分是否粘在一起形成多聚蛋白质取决于花椰菜病毒科的属 來源請求 参见 编辑逆转录病毒通读元件参考文献 编辑 Coffin JM Hughes SH Varmus HE Genetic Organization Retroviruses Cold Spring Harbor Laboratory Press 1997 英语 2 0 2 1 Landmarks of the HIV genome Los Alamos National Laboratory 2013 11 04 3 0 3 1 3 2 3 3 Lalonde MS Sundquist WI How HIV finds the door Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America November 2012 109 46 18631 2 Bibcode 2012PNAS 10918631L PMC 3503163 PMID 23118338 doi 10 1073 pnas 1215940109 Yamashita M Emerman M Capsid Is a Dominant Determinant of Retrovirus Infectivity in Nondividing Cells Journal of Virology June 2004 78 11 5670 5678 PMC 415837 PMID 15140964 doi 10 1128 JVI 78 11 5670 5678 2004 5 0 5 1 Datta SA Temeselew LG Crist RM Soheilian F Kamata A Mirro J et al On the role of the SP1 domain in HIV 1 particle assembly a 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Spumaretrovirus Gag Central Domain Reveals an Ancient Retroviral Capsid PLOS Pathogens November 2016 12 11 e1005981 PMC 5102385 PMID 27829070 doi 10 1371 journal ppat 1005981 Mullers E The foamy virus Gag proteins what makes them different Viruses March 2013 5 4 1023 41 PMC 3705263 PMID 23531622 doi 10 3390 v5041023 Dodonova SO Prinz S Bilanchone V Sandmeyer S Briggs JA Structure of the Ty3 Gypsy retrotransposon capsid and the evolution of retroviruses Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America May 2019 116 20 10048 10057 PMC 6525542 PMID 31036670 doi 10 1073 pnas 1900931116 Cottee MA Letham SC Young GR Stoye JP Taylor IA Drosophila melanogaster ARC1 reveals a repurposed molecule with characteristics of retroviral Gag Science Advances January 2020 6 1 eaay6354 PMC 6938703 PMID 31911950 doi 10 1126 sciadv aay6354 Parrish NF Tomonaga K A Viral Arc hive for Metazoan Memory Cell January 2018 172 1 2 8 10 PMID 29328922 doi 10 1016 j cell 2017 12 029 外部链接 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