Ujemny współczynnik wydłużenia

Struktura białkowa podjednostki E ujemnego czynnika elongacyjnego (NELF-E).

W biologii molekularnej NELF (ujemny czynnik elongacji) jest kompleksem białkowym składającym się z czterech podjednostek (NELF-A, NELF-B, NELF-C/NELF-D i NELF-E), który negatywnie wpływa na transkrypcję przez polimerazę RNA II ( Pol II) przez zatrzymanie około 20-60 nukleotydów w dół od miejsca startu transkrypcji (TSS).

Struktura

NELF ma cztery podjednostki w swoim kompleksie, które są następujące: NELF-A, NELF-B, NELF-C/NELF-D i NELF-E. Podjednostka NELF-A jest kodowana przez gen WHSC2 (kandydat na zespół Wolfa-Hirschhorna 2). Analiza mikrosekwencjonowania wykazała, że ​​NELF-B było białkiem zidentyfikowanym wcześniej jako kodowane przez gen COBRA1 . Nie wiadomo, czy NELF-C i NELF-D są peptydami powstałymi z tego samego mRNA z różnymi miejscami inicjacji translacji ; prawdopodobnie różnią się tylko dodatkowymi 9 aminokwasami dla NELF-C na N-końcu lub całkowicie peptydy z różnych mRNA. Pojedynczy kompleks NELF składa się z NELF-C lub NELF-D, ale nie z obu. NELF-E jest również znany jako RDBP .

Funkcja i interakcje

NELF znajduje się w jądrze . NELF wiąże się w stabilnym kompleksie z DSIF (czynnik indukujący wrażliwość na 5,6-dichloro-1-β-d-rybofuranozylobenzimidazol (DRB)) i polimerazą RNA II razem, ale nie z żadnym z nich osobno. Ze względu na swoją rolę w transkrypcji NELF jest również kluczowym graczem w negatywnej funkcji DSIF. NELF współpracuje również z DSIF, aby hamować prędkość Pol II podczas fazy elongacji w transkrypcji. W D. melanogaster NELF i DSIF wpływają na gen HSP70 poprzez indukcję pauzy proksymalnej promotora. Uważa się, że NELF powstał, aby wspomagać DSIF poprzez wzmacnianie jego negatywnych skutków w celu zwiększenia kontroli ekspresji genów. P-TEFb (dodatni czynnik elongacji transkrypcji b) hamuje wpływ NELF i DSIF na wydłużenie Pol II poprzez fosforylację seryny -2 domeny C-końcowej Pol II i podjednostki SPT5 DSIF, powodując dysocjację NELF .

Elementy regulatorowe, w tym ujemny czynnik elongacji (NELF) i wzmacniacz RNA (eRNA), kontrolują transkrypcję genu do matrycowego RNA u metazoanów (zwierząt). Aktywny wzmacniający region regulatorowy DNA może oddziaływać z promotorowym regionem DNA jego docelowego genu przez utworzenie pętli chromosomu. Może to zainicjować syntezę informacyjnego RNA (mRNA) przez polimerazę RNA II (RNAP II) związaną z promotorem w miejscu startu transkrypcji genu. Pętla jest stabilizowana przez jedno białko architektoniczne zakotwiczone we wzmacniaczu i jedno zakotwiczone w promotorze, a białka te są połączone, tworząc dimer (czerwone zygzaki). Specyficzne regulacyjne czynniki transkrypcyjne wiążą się z motywami sekwencji DNA na wzmacniaczu. Ogólne czynniki transkrypcyjne wiążą się z promotorem. Kiedy czynnik transkrypcyjny jest aktywowany przez sygnał (tutaj wskazany jako fosforylacja pokazana przez małą czerwoną gwiazdkę na czynniku transkrypcyjnym na wzmacniaczu), wzmacniacz jest aktywowany i może teraz aktywować swój docelowy promotor. Aktywny wzmacniacz jest transkrybowany na każdej nici DNA w przeciwnych kierunkach przez związane RNAP II. Mediator (kompleks składający się z około 26 białek w oddziałującej strukturze) przekazuje promotorowi sygnały regulacyjne ze wzmacniacza związanego z czynnikami transkrypcyjnymi związanymi z DNA. NELF, w kompleksie z DSIF i RNAP II, może wstrzymać transkrypcję. Interakcja eRNA z NELF może uwolnić NELF i umożliwić produktywne wydłużenie mRNA.

Inny mechanizm, interakcja wzmacniającego RNA z NELF, powoduje dysocjację NELF od polimerazy RNA II , co skutkuje produktywnym wydłużeniem mRNA , jak badano w dwóch bezpośrednich wczesnych genach .

Jednak wiele mechanizmów działania NELF i DSIF pozostaje niejasnych. Homologi NELF występują u niektórych metazoan (np. owadów i kręgowców), ale nie znaleziono ich u roślin, drożdży ani nicieni (robaków).

Interakcje według podjednostki:

NELF-A: kompleks Pol II.

NELF-B: KIAA1191, NELF-E i wczesna sekwencja BRCA1 .

NELF-C/D: ARAF1, PCF11 i KAT8.

NELF-E: NELF-B i HIV TAR RNA.

NELF podlega separacji faz in vitro i kondensacji in vivo

Znaczenie kliniczne

Kompleks NELF jest również prawdopodobnie graczem we wpisaniu genu PCF11 do zatrzymanego Pol II w latencji HIV-1 . NELF-A może odgrywać rolę w fenotypie zespołu Wolfa-Hirschhorna (WHS), ponieważ jest mapowany do krytycznego obszaru delecji na krótkim ramieniu chromosomu 4 . Pauza Pol II kontrolowana przez NELF jest kluczowym źródłem pętli R w komórkach nabłonka sutka z niedoborem BRCA1, co może ostatecznie prowadzić do powstawania nowotworów .