Factor de xoc tèrmic
| Substància | proteïna  |
|---|---|
| Identificadors | |
| RefSeq | NP_005517, XP_005272372, XP_005272373, XP_005272374, XP_011515306, XP_011515308, XP_016868866 i XP_024302912 |
| Q00613 | |
| PDB | 2LDU, 5D5U i 5D5V |
El factor de xoc tèrmic 1 (HSF1) és una proteïna que en humans està codificada pel gen HSF1.[1] L'HSF1 es conserva molt en els eucariotes i és el principal mediador de les respostes transcripcionals a l'estrès proteotòxic amb funcions importants en la regulació sense estrès, com el desenvolupament i el metabolisme.[2]
Funció
[modifica]Aquesta proteïna és un factor de transcripció de xoc tèrmic. La transcripció de gens de xoc tèrmic és ràpidament induïda després de patir estrès per temperatura. Hsp90, per si mateixa i / o associada amb complexos de multixaperones, és un dels principals repressors del gen que codifica aquesta proteïna.[3]
Mecanisme d'acció
[modifica]HSF1 existeix en forma de monòmer inactiu en un complex amb Hsp40 / Hsp70 i Hsp90. Després de patir estrès, com pot ser una elevada temperatura, HSF1 s'allibera del complex xaperona i trimeritza. HSF1 és llavors transportada a l'interior del nucli cel·lular on és hiperfosforilada i s'uneix a ADN que contingui elements de xoc tèrmic (NGAAN). Els gens diana de HSF1 inclouen proteïnes de xoc tèrmic com Hsp72 i, curiosament, ARN no codificant dins de regions amb repeticions del satèl·lit III. La seva fase d'atenuació és iniciada amb un bucle de feedback negatiu, amb el producte gènic de Hsp70 unit al seu domini de transactivació.[4]
Estructura
[modifica]El HSF1 humà consta de diversos dominis que regulen la seva unió i activitat (Imatge 1).
Domini d'unió a l'ADN (DBD)
[modifica]Aquest domini N-terminal d'aproximadament 100 aminoàcids és la regió més ben conservada de la família de proteïnes HSF i consisteix en un bucle d'hèlix-gir-hèlix. El DBD de cada monòmer HSF1 reconeix la seqüència nGAAn a l'ADN objectiu. Les seqüències repetides del pentàmer nGAAn constitueixen elements de xoc tèrmic (HSE) per unir-se als trimers HSF1 actius.[5]
Domini d'oligomerització (dominis de cremallera de leucina)
[modifica]Les dues regions responsables de l’oligomerització entre els monòmers HSF1 són els dominis 1-3 i 4[6] de la cremallera leucina (LZ) (aquestes regions també s’anomenen habitualment HR-A / B i HR-C).[5] LZ1-3 es troba just aigües avall del DBD, mentre que LZ4 es troba entre el RD i el terminal C TAD. En condicions sense estrès, l'activació espontània de HSF1 està regulada negativament per la interacció entre LZ1-3 i LZ4. Quan és induïda per l'estrès, la regió LZ1-3 es separa de la regió LZ4 i forma un trímer amb altres dominis HSF1 LZ1-3 per formar una triple bobina enrotllada.[6]
Domini regulador (RD)
[modifica]Les estructures del terminal C-RD i TAD de HSF1 no s'han resolt clarament a causa de la seva naturalesa dinàmica.[7] No obstant això, se sap que la RD es troba entre les dues regions del domini de l'oligomerització. S’ha demostrat que l’RD regula el TAD mitjançant un control negatiu reprimint el TAD en absència d’estrès, un paper que es regula inductiblement (en presència de la substància) mitjançant modificacions posttraduccionals.[5][6]
Domini de transactivació (TAD)
[modifica]Aquesta regió C-terminal abasta els darrers 150 aminoàcids de la proteïna HSF1 i conté 2 TAD (TAD1 i TAD2). TAD1, que es troba en els aminoàcids 401-420, és en gran part hidròfob i es preveu que adopti una conformació alfa-helicoidal. S'ha demostrat que TAD1 interactua directament amb l'ADN objectiu per dirigir l'activació transcripcional de HSF1. No s’espera que l'estructura del TAD2, el segment d'aminoàcids 431-529, sigui helicoidal, ja que conté residus de prolina a més d'hidròfobs i àcids.[5] La funció del TAD HSF1 encara és ben poc caracteritzada, però s’ha demostrat que Hsp70 s’uneix a aquest domini, cosa que podria descriure el mecanisme pel qual Hsp70 regula negativament l’HSF1.[6]
Interaccions
[modifica]La proteïna HSF1 ha demostrat ser capaç d'interaccionar amb:
Referències
[modifica]- ↑ «Molecular cloning and expression of a human heat shock factor, HSF1» (en anglès). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 88, 16, 8-1991, pàg. 6906–10. DOI: 10.1073/pnas.88.16.6906. PMC: 52202. PMID: 1871105.
- ↑ «HSF1 at a glance» (en anglès). Journal of Cell Science, vol. 127, Pt 2, 1-2014, pàg. 261–6. DOI: 10.1242/jcs.132605. PMID: 24421309.
- ↑ «Entrez Gene: HSF1 heat shock transcription factor 1».
- ↑ Shamovsky I, Nudler E «New insights into the mechanism of heat shock response activation» (en anglès). Cell. Mol. Life Sci., 65, 6, 3-2008, pàg. 855–61. 10.1007/s00018-008-7458-y18239856.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 «Regulation of HSF1 function in the heat stress response: implications in aging and disease» (en anglès). Annual Review of Biochemistry, vol. 80, 1, 15-06-2011, pàg. 1089–115. DOI: 10.1146/annurev-biochem-060809-095203. PMID: 21417720.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 «Regulation of the mammalian heat shock factor 1». The FEBS Journal, vol. 284, 11, 1-2017, pàg. 1606–1627. DOI: 10.1111/febs.13999. PMID: 28052564.
- ↑ «Structure of human heat-shock transcription factor 1 in complex with DNA». Nature Structural & Molecular Biology, vol. 23, 2, 2-2016, pàg. 140–6. DOI: 10.1038/nsmb.3149. PMID: 26727489.
- ↑ Hong, SunHwa; Kim Sun Hee, Heo Mi Ae, Choi Yoon Ha, Park Min Jung, Yoo Mi Ae, Kim Han Do, Kang Ho Sung, Cheong JaeHun «Coactivator ASC-2 mediates heat shock factor 1-mediated transactivation dependent on heat shock». FEBS Lett. [Países Bajos], 559, 1-3, 2-2004, pàg. 165–70. ISSN: 0014-5793. 10.1016/S0014-5793(04)00028-614960326.
- ↑ Xing, Hongyan; Mayhew Christopher N, Cullen Katherine E, Park-Sarge Ok-Kyong, Sarge Kevin D «HSF1 modulation of Hsp70 mRNA polyadenylation via interaction with symplekin». J. Biol. Chem. [EE. UU.], 279, 11, 3-2004, pàg. 10551–5. ISSN: 0021-9258. 10.1074/jbc.M31171920014707147.
- ↑ 10,0 10,1 Hu, Yanzhong «HSF-1 interacts with Ral-binding protein 1 in a stress-responsive, multiprotein complex with HSP90 in vivo». J. Biol. Chem. [EE. UU.], 278, 19, 5-2003, pàg. 17299–306. ISSN: 0021-9258. 10.1074/jbc.M30078820012621024.
- ↑ He, Haiying; Soncin Fabrice, Grammatikakis Nicholas, Li Youlin, Siganou Aliki, Gong Jianlin, Brown Steven A, Kingston Robert E, Calderwood Stuart K «Elevated expression of heat shock factor (HSF) 2A stimulates HSF1-induced transcription during stress». J. Biol. Chem. [EE. UU.], 278, 37, 9-2003, pàg. 35465–75. ISSN: 0021-9258. 10.1074/jbc.M30466320012813038.
- ↑ Xie, Yue; Chen Changmin, Stevenson Mary Ann, Auron Philip E, Calderwood Stuart K «Heat shock factor 1 represses transcription of the IL-1beta gene through physical interaction with the nuclear factor of interleukin 6». J. Biol. Chem. [EE. UU.], 277, 14, 4-2002, pàg. 11802–10. ISSN: 0021-9258. 10.1074/jbc.M10929620011801594.
- ↑ Shi, Y; Mosser D D, Morimoto R I «Molecular chaperones as HSF1-specific transcriptional repressors». Genes Dev. [EE. UU.], 12, 5, 3-1998, pàg. 654–66. ISSN: 0890-9369. 9499401.
- ↑ Zhou, X; Tron V A, Li G, Trotter M J «Heat shock transcription factor-1 regulates heat shock protein-72 expression in human keratinocytes exposed to ultraviolet B light». J. Invest. Dermatol. [EE. UU.], 111, 2, 8-1998, pàg. 194–8. ISSN: 0022-202X. 10.1046/j.1523-1747.1998.00266.x9699716.
- ↑ 15,0 15,1 Nair, S C; Toran E J, Rimerman R A, Hjermstad S, Smithgall T E, Smith D F «A pathway of multi-chaperone interactions common to diverse regulatory proteins: estrogen receptor, Fes tyrosine kinase, heat shock transcription factor Hsf1, and the aryl hydrocarbon receptor». Cell Stress Chaperones [EE. UU.], 1, 4, 12-1996, pàg. 237–50. ISSN: 1355-8145. 9222609.
- ↑ Abravaya, K; Myers M P, Murphy S P, Morimoto R I «The human heat shock protein hsp70 interacts with HSF, the transcription factor that regulates heat shock gene expression». Genes Dev. [EE. UU.], 6, 7, 7-1992, pàg. 1153–64. ISSN: 0890-9369. 1628823.