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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。
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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。
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]
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:
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]
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。
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]
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。
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]
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]
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]
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