Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hoạt động xúc tác của α-Sarcin không cần thiết cho tính độc tế bào
Tóm tắt
α-Sarcin là một loại độc tố protein được sản xuất bởi Aspergillus giganteus. Nó thuộc về một nhóm ribonuclease độc tế bào gây bất hoạt ribosome và ức chế tổng hợp protein. α-Sarcin cắt đứt một liên kết phosphodiester duy nhất trong chuỗi RNA của tiểu đơn vị ribosome lớn, làm cho ribosome không còn được nhận diện bởi các yếu tố kéo dài và, từ đó, chặn đứng quá trình tổng hợp protein. Mặc dù có quan điểm rộng rãi rằng sự ức chế tổng hợp protein do độc tố gây ra dẫn đến cái chết của tế bào, nhưng chưa có bằng chứng trực tiếp cho thấy các đột biến không xúc tác của α-Sarcin không độc khi được biểu hiện trực tiếp trong bào tương của tế bào. Điều này rất quan trọng vì các nghiên cứu gần đây đã đặt ra nghi vấn về việc liệu sự ức chế tổng hợp protein có đủ để khởi động quá trình apoptosis hay không. Trong báo cáo này, chúng tôi đánh giá tính độc tế bào của α-Sarcin và khả năng ức chế tổng hợp protein thông qua việc biểu hiện trực tiếp trong bào tương. Chúng tôi cho thấy rằng các đột biến trong α-Sarcin, làm suy giảm khả năng ức chế tổng hợp protein của nó, không ảnh hưởng đến tính độc tế bào của nó. Các biến thể đột biến không thể kích hoạt JNK, xác nhận rằng vòng sarcin-ricin vẫn còn nguyên vẹn và các đột biến của α-Sarcin không có hoạt tính xúc tác. Ngoài ra, cả biến thể đột biến và loại hoang dã của α-Sarcin đều tập trung tại nhân tế bào và bào tương, nơi chúng đồng vị trí với dấu ấn ribosome RPS6. Chúng tôi rút ra kết luận rằng mặc dù sự ức chế tổng hợp protein có thể góp phần vào cái chết của tế bào, nhưng nó không cần thiết. Do đó, kết quả của chúng tôi cho thấy rằng α-Sarcin có thể thúc đẩy cái chết tế bào thông qua một cơ chế mà trước đây chưa được công nhận, độc lập với việc cắt RNA ribosome và kích hoạt JNK.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Narayanan S, Surendranath K, Bora N, Surolia A, Karande AA: Ribosome inactivating proteins and apoptosis. FEBS Lett. 2005, 579: 1324-1331. 10.1016/j.febslet.2005.01.038.
Gasset M, Martinez-del-Pozo A, Onaderra M, Gavilanes JG: Study of the interaction between the antitumour protein alpha-sarcin and phospholipid vesicles. Biochem J. 1989, 258: 569-575.
Gasset M, Onaderra M, Thomas PG, Gavilanes JG: Fusion of phospholipid vesicles produced by the anti-tumour protein alpha-sarcin. Biochem J. 1990, 265: 815-822.
Onaderra M, Mancheno JM, Lacadena J, De lRV, Martinez-del-Pozo A, Gavilanes JG: Oligomerization of the cytotoxin alpha-sarcin associated with phospholipid membranes. Mol Membr Biol. 1998, 15: 141-144. 10.3109/09687689809074525.
Olmo N, Turnay J, Gonzalez dB, Lopez dSI, Gavilanes JG, Lizarbe MA: Cytotoxic mechanism of the ribotoxin alpha-sarcin. Induction of cell death via apoptosis. Eur J Biochem. 2001, 268: 2113-2123. 10.1046/j.1432-1327.2001.02086.x.
Iordanov MS, Pribnow D, Magun JL, Dinh TH, Pearson JA, Chen SL, Magun BE: Ribotoxic stress response: activation of the stress-activated protein kinase JNK1 by inhibitors of the peptidyl transferase reaction and by sequence-specific RNA damage to the alpha-sarcin/ricin loop in the 28S rRNA. Mol Cell Biol. 1997, 17: 3373-3381.
Lacadena J, Martinez-del-Pozo A, Martinez-Ruiz A, Perez-Canadillas JM, Bruix M, Mancheno JM, Onaderra M, Gavilanes JG: Role of histidine-50, glutamic acid-96, and histidine-137 in the ribonucleolytic mechanism of the ribotoxin alpha-sarcin. Proteins. 1999, 37 (3): 474-84. 10.1002/(SICI)1097-0134(19991115)37:3<474::AID-PROT14>3.0.CO;2-N.
Masip M, Lacadena J, Mancheno JM, Onaderra M, Martinez-Ruiz A, Martinez-del-Pozo A, Gavilanes JG: Arginine 121 is a crucial residue for the specific cytotoxic activity of the ribotoxin alpha-sarcin. Eur J Biochem. 2001, 268 (23): 6190-6. 10.1046/j.0014-2956.2001.02566.x.
Otero MJ, Carrasco L: Proteins are cointernalized with virion particles during early infection. Virology. 1987, 160: 75-80. 10.1016/0042-6822(87)90046-8.
Endo Y, Huber PW, Wool IG: The ribonuclease activity of the cytotoxin alpha-sarcin. The characteristics of the enzymatic activity of alpha-sarcin with ribosomes and ribonucleic acids as substrates. J Biol Chem. 1983, 258: 2662-2667.
Olsnes S, Fernandez-Puentes C, Carrasco L, Vazquez D: Ribosome inactivation by the toxic lectins abrin and ricin. Kinetics of the enzymic activity of the toxin A-chains. Eur J Biochem. 1975, 60: 281-288. 10.1111/j.1432-1033.1975.tb21001.x.
Garcia-Ortega L, Masip M, Mancheno JM, Onaderra M, Lizarbe MA, Garcia-Mayoral MF, Bruix M, Martinez-del-Pozo A, Gavilanes JG: Deletion of the NH2-terminal beta-hairpin of the ribotoxin alpha-sarcin produces a nontoxic but active ribonuclease. J Biol Chem. 2002, 277 (21): 18632-9. 10.1074/jbc.M200922200.
Korennykh AV, Piccirilli JA, Correll CC: The electrostatic character of the ribosomal surface enables extraordinarily rapid target location by ribotoxins. Nat Struct Mol Biol. 2006, 13: 436-443. 10.1038/nsmb1082.
Korennykh AV, Correll CC, Piccirilli JA: Evidence for the importance of electrostatics in the function of two distinct families of ribosome inactivating toxins. RNA. 2007, 13: 1391-1396. 10.1261/rna.619707.
Shih SF, Wu YH, Hung CH, Yang HY, Lin JY: Abrin triggers cell death by inactivating a thiol-specific antioxidant protein. J Biol Chem. 2001, 276: 21870-21877. 10.1074/jbc.M100571200.
Li XP, Baricevic M, Saidasan H, Tumer NE: Ribosome depurination is not sufficient for ricin-mediated cell death in Saccharomyces cerevisiae. Infect Immun. 2007, 75: 417-428. 10.1128/IAI.01295-06.
Kao R, Davies J: Molecular dissection of mitogillin reveals that the fungal ribotoxins are a family of natural genetically engineered ribonucleases. J Biol Chem. 1999, 274: 12576-12582. 10.1074/jbc.274.18.12576.
Laemmli UK: Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970, 227: 680-685. 10.1038/227680a0.