Caracterización bioquímica de la oncoproteína E7 del papilomavirus humano cepa 16

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E7 es una proteína de ~100 aminoácidos codificada en el genoma de los papilomavirus para la cual no se ha descripto actividad enzimática alguna, hasta la fecha. E7 interactúa con más de 40 proteínas celulares, siendo el supresor de tumores Retinoblastoma, el blanco más destacado. Posee la capacidad...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Alonso, Leonardo
Otros Autores: De Prat Gay, Gonzalo
Formato: Tesis doctoral publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2005
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3890_Alonso
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
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Uno de los paradigmas de la biología moderna es el concepto de una estructura-una función, que se basa en que las proteínas adoptan una estructura definida de acuerdo a los principios de la termodinámica y esta estructura está relacionada con una función particular, como puede ser alguna actividad enzimática. Así, una nucleasa poseerá un ordenamiento tridimensional total o parcialmente distinto a una quinasa y estas proteínas presentarán funciones diferentes. Esta tesis desarrolla algunos argumentos que explicarían como una pequeña proteína, cuya estructura tridimensional no se conoce, puede interactuar con tantos blancos proteicos, desregular el ciclo celular y finalmente transformar la célula. Basándonos en técnicas biofísicas, caracterizamos el comportamiento de E7 de la cepa de alto riesgo HPV16 en solución y sus propiedades de unión a ligandos. Analizamos las modificaciones post-traduccionales que E7 puede sufrir y las consecuencias conformacionales que estas producen en la proteína. Describimos la reactividad de los residuos de cisteína de la molécula frente a distintos agentes oxidantes de relevancia fisiológica como el glutatión y el peróxido de hidrógeno y caracterizamos conformacionalmente las especies oxidadas de E7. Determinamos que E7 es una proteína modular. El dominio amino-terminal es extendido, carece de elementos de estructura secundaria estables y posee propiedades de las proteínas llamadas “ intrínsecamente desordenadas”. Esta ausencia de estructura secundaria canónica permitiría a esta región de la proteína adaptarse a distintas superficies de contacto con otras macromoléculas. El dominio carboxilo terminal está ordenado, posee estructura secundaria y terciaria y es el responsable de las propiedades de oligomerización de la molécula. En este dominio se encuentran los motivos de unión a zinc. E7 puede formar oligómeros solubles esféricos de alto peso molecular (E7SOs) cuando se desplaza el átomo de zinc coordinado en su extremo carboxilo terminal. Estos oligómeros son capaces de interactuar inespecíficamente con regiones no nativas de otras proteínas y poseen actividad chaperona similar a la que poseen las heat shock proteins. Esta actividad chaperona sería responsable de la unión a diversos blancos celulares para los cuales, claramente, no puede existir especificidad. Finalmente proponemos un modelo que relaciona las funciones de E7 con las propiedades conformacionales de la proteína. Este modelo, si bien insuficiente para explicar la totalidad de los datos bioquímicos-funcionales, permite justificar e interpretar varios datos experimentales que de otra forma se consideraban incongruentes. E7 is a 100 aminoacid protein codifed in the papillomavirus genome for which no enzymatic activity has been described so far. E7 interacts with more than 40 cellular proteins, with the Retinoblastoma tumor supresor protein being its major target. E7 has the ability to transform cell lines in vitro and additionally it can modify metabolic pathways, such as glycolisis. E7 is a short lived, unstable protein, and therefore its intracellular concentrantion is low. One of the main tenets of modern biology is the concept of one structure-one function, according to which proteins adopt a defined structure according to thermodynamic principles, and this structure is related to one particular function, such as an enzymatic activity. Thus, a nuclease will adopt a tertiary structure which will be totally or partially differnt from that of a kinase, and these proteins will perform distinct functions. This Thesis develops some concepts that could explain how a small protein whose structure is unknown may interact with so many protein targets, deregulating the cell cycle and finally transforming the cell. Based on biophysical techniques we characterized the behavior of high risk HPV 16 E7 in solution and analyzed its ligand binding properties. We analyzed post-translational modifications of E7 and their conformational consequences. We described the cystein residues reactivity toward the biological oxidative agents such as glutathion and hydrogen peroxide and we characterized the oxidized species. We determined that E7 is a modular protein. The N-terminal domain is extended, lacks stable secondary structure elements and exhibits properties related to intrinsically unfolded proteins. The absence of secondary structure would allow this region of the protein to adapt to different contact surfaces of its targets. The C-terminal domain is ordered, exhibits tertiary and secondary structure and is responsible for the oligomerization properties of the molecule. This domain also contains the Zn binding motif. E7 can form soluble spheric oligomers of high molecular weight (E7SOs) when the Zn atom is released. These oligomers are capable of interacting non-specically with non-native regions of other proteins, and exhibit chaperone activity similar to that of heat shock proteins. This chaperone activity could be responsible for the binding to many cellular targets for which no specificity can exist. To conclude we propose a model which relates the cellular functios of E7 to the protein’s conformational properties. Although this model cannot fully explain biochemical and functional data, it allows for a better understanding of E7 structure-function relationship. Fil: Alonso, Leonardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales 2005 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n3890_Alonso

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