Caracterização da participação do sistema de ubiquitinação e degradação proteassômica no bloqueio do ciclo celular mediado pela proteína Vpr do HIV-1

Abstract

A proteína acessória do HIV-1 Vpr ativa ATR induzindo um estresse replicativo do DNA. A ativação de ATR resulta num prolongamento da fase G2 do ciclo celular e termina induzindo a célula entrar em apoptose. No presente estudo investigou-se a função do sistema ubiquitina/proteassoma no contexto da atividade de Vpr. Reporta-se que esse sistema essencial para Vpr disparar o ponto de checagem de dano ao DNA na fase G2. Também investigou-se em detalhes as E3 ligases manipuladas por Vpr nesse processo. Foi encontrado que Vpr se liga a DCAF1, uma subunidade de Cul4-A/DDB1 E3 ligase. Mutações no domínio C-terminal da Vpr(R80A) mutante, a qual é capaz de se ligar à DCAF1, é incapaz de realizar a ativação do ponto de checagem do ciclo celular e possui um caráter dominante negativo. Em contraste, a mutação Q65R, na cadeia rica em leucina de Vpr inibe a interação com DCAF1, resultando numa forma inativa de Vpr; portanto, considerar-se-ia, então, que essa interação é requerida porém não suficiente para Vpr induzir o prolongamento de G2. Foi, então, proposto um modelo no qual Vpr recruta, através do seu domínio C-terminal, uma proteína celular desconhecida para ser degradada pelo sistema de ubiquitina- proteassoma e isto causaria o bloqueio do ciclo celular. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

HIV-1 Vpr is a viral accessory protein that activates ATR through the induction of DNA replication stress. ATR activation results in cell cycle arrest in G2 and induction of apoptosis. In the present study, we investigate the role of the ubiquitin/proteasome system (UPS) in the above activity of Vpr. We report that the general function of the UPS is required for Vpr to induce G2 checkpoint activation. We further investigated in detail the specific E3 ubiquitin ligase subunits that Vpr manipulates. We found that Vpr binds to the DCAF1 subunit of a cullin 4a/DDB1 E3 ubiquitin ligase. The carboxyterminal domain Vpr(R80A) mutant, which is able to bind DCAF1, is inactive in checkpoint activation and has dominant-negative character. In contrast, the mutation Q65R, in the leucine-rich domain of Vpr that mediates DCAF1 binding, results in an inactive Vpr devoid of dominant negative behavior. Thus, the interaction of Vpr with DCAF1 is required, but not sufficient, for Vpr to cause G2 arrest. We propose that Vpr recruits, through its carboxy terminal domain, an unknown cellular factor that is required for G2- to-M transition. Recruitment of this factor leads to its ubiquitination and degradation, resulting in failure to enter mitosis.