含碱性亮氨酸拉链结构域和 W2 结构域的蛋白质 2

BZW2 是翻译因子EIF5( 601710 )的模拟物,可作为翻译抑制剂(Singh 等人,2011 年;Kozel 等人,2016 年)。

▼ 克隆与表达
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辛格等人(2011)指出,他们称为 5MP1 的人类 BZW2 与 BZW1( 619252 )具有 72% 的氨基酸同一性。这两种蛋白质都包含一个 MA3 型 HEAT 结构域和一个 W2 型 HEAT 结构域,包括 10 个和 8 个 α 螺旋,分别对应于 5 个和 4 个 HEAT 重复。转染 HEK293 细胞的荧光显微镜和转染 HeLa 细胞的分级分析显示 5MP1 的细胞质表达。

▼ 测绘
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Gross(2021)基于 BZW2 序列(GenBank BC003056 ) 与基因组序列(GRCh38)的比对将 BZW2 基因定位到染色体 7p21.1 。

▼ 基因功能
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Singh 等人使用体外蛋白质相互作用分析(2011)表明 5MP1 与人类 EIF2(参见EIF2B1,606686)和 EIF3(参见 EIF3A,602039)相互作用。与 EIF2 的交互需要 5MP1 的 W2 域内的 AA框-2,而与 EIF3 的交互不需要 AA框-2。5MP1 与 EIF2 和 EIF3 的结合类似于 EIF5 与 EIF2 和 EIF3 的结合,5MP1 抑制翻译,可能是通过竞争性抑制 EIF5 募集到 40S 核糖体亚基。HeLa 细胞中的表达分析表明,5MP1 可以通过影响EIF2、GTP 和起始蛋氨酸 tRNA 的三元复合物(TC) 的细胞活性或募集来抑制翻译和调节 ATF4( 604064 ) 表达(参见180620)。在酵母中进行的体内分析证实,人类 5MP1 是 EIF5 的模拟物和竞争者。人类 5MP1 与酵母 Eif2 相互作用,与酵母 Eif3 相互作用较弱,它抑制了酵母 Eif2 的 GDP 解离,从而干扰了 Eif5 调节 Eif2 功能的关键步骤。此外,5MP1 促进了 TC 的形成,但它抑制了 TC 与核糖体的结合,从而抑制了翻译。

在 HEK293T 细胞中使用过表达,Kozel 等人(2016)表明,人类 5MP1 与 EIF5 一样,与 EIF2 和 EIF3 相互作用并形成复合物。5MP1 和 EIF2 的结合亲和力与 EIF5 过表达产生的 EIF5 和 EIF2 复合物的结合亲和力相当。质谱分析表明,5MP1 与 EIF1、EIF2 和 EIF3 形成多因子复合物,代替 EIF5。5MP1 和 EIF5 的过表达通过延迟重新启动促进了 ATF4 在人类细胞和果蝇中的表达。相比之下,5MP1 的敲低降低了纤维肉瘤 HT1080 细胞中 ATF4 的表达,并损害了它们在小鼠中的致瘤性。

通过对多种真核 BZW 同源物(包括人 BZW1 和 BZW2)的序列分析,Loughran 等人(2018)发现 BZW mRNA 的翻译是由 AUG 起始密码子在保守的不利起始环境中启动的。人类 BZW1 或 BZW2 的过表达增强了起始位点密码子选择的严格性,而 BZW1 和 BZW2 的起始密码子较差,赋予它们翻译的自动调节。BZW1 和 BZW2 作为 EIF5 模拟蛋白并在设置起始密码子选择的严格性方面拮抗 EIF5。因此,BZW1 或 BZW2 的过表达也降低了 EIF5 过表达的影响。

Gao 等人使用 RT-PCR 分析(2019)观察到人肌肉浸润性膀胱癌(MIBC;见109800 ) 细胞和组织中BZW2 表达上调。通过诱导 G1 期细胞周期停滞和细胞凋亡,BZW2 的敲低抑制了细胞生长和迁移,并减少了存活 MIBC 细胞的数量。体内小鼠异种移植模型证实了 BZW2 敲低对肿瘤生长的抑制作用,微阵列分析确定了响应 BZW2 敲低的差异表达基因,包括参与细胞周期调节的基因。

▼ 进化
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使用系统发育和选择分析,Hiraishi 等人(2014)表明 5MP 同源物在真核生物中高度保守,并在纯化选择下保持,即使它们在 2 个主要门,线虫和子囊菌中缺失。5MP 蛋白存在于真核进化的早期,然后主要分化为植物和动物/真菌界,并且 5MP 基因重复在植物、脊索动物和果蝇谱系中孤立发生。作者认为,在多个谱系中维持拷贝表明重复的 5MP 同源物的不同作用或表达模式。与这些结果一致,来自不同物种的 5MP 同源物的功能表征表明它们在抑制 EIF2 以控制翻译方面具有共同的功能。5MP 通过成对的上游 ORF 对 ATF4 的翻译调节在除线虫外的所有后生动物中也是保守的。