フォウルポックスウイルスBCL-2ホモログ、FPV039は、活性化されたBaxおよびBH3のみのタンパク質の離散的なサブセットと相互作用してアポトーシスを阻害する

The fowlpox virus BCL-2 homologue, FPV039, interacts with activated Bax and a discrete subset of BH3-only proteins to inhibit apoptosis.

• Logan Banadyga
• Kirstin Veugelers
• Stephanie Campbell
• Michele Barry

抄録

アポトーシスは、ウイルス感染に対する強力な免疫障壁であり、ポックスウイルスを含む多くのウイルスは、この防御を克服するためのタンパク質をコードしている。興味深いことに、フォウルポックスウイルスとカナリポックスウイルスを含むアビポックスウイルスは、明らかなBcl-2配列の相同性を持つタンパク質をコードすることが知られている唯一のポックスウイルスである。我々は以前、フォウルポックスウイルスタンパク質FPV039を、プロアポトーシス細胞タンパク質Bakと相互作用して不活性化することによってアポトーシスを阻害するBcl-2様抗アポトーシスタンパク質として特徴付けた。しかし、BakとBaxの両方が独立して細胞死の引き金となり得る。したがって、アポトーシスを効果的に阻害するために、多くのウイルスはBaxも阻害する。ここでは、FPV039がBaxの過剰発現によって誘導されるアポトーシスを阻害し、Baxのコンフォメーション活性化およびその後のミトコンドリアにおけるBaxオリゴマーの形成の両方を阻害したことを示しているが、これはアポトーシスの誘導における2つの重要なステップである。さらに、FPV039は、Baxの過剰発現とウイルス感染の文脈で活性化されたBaxと相互作用した。重要なことに、FPV039が活性化Baxと相互作用し、Bax活性を阻害する能力は、このドメインが他のBH3ドメインとの配列相同性がほとんどないにもかかわらず、FPV039の構造的に保存されたBH3ドメインに依存していた。FPV039はまた、BakおよびBaxの上流の活性化因子であるBH3のみのタンパク質によって誘導されるアポトーシスを阻害したが、検出可能な相互作用はBimLおよびBikの2つのみであった。我々のデータをまとめると、FPV039は、特定のBH3のみのタンパク質と、アポトーシスの重要な「ゲートキーパー」であるBakとBaxの両方を含む、複数のプロアポトーシスBcl-2タンパク質を隔離して不活性化することにより、アポトーシスを阻害することが示唆される。

Apoptosis is a potent immune barrier against viral infection, and many viruses, including poxviruses, encode proteins to overcome this defense. Interestingly, the avipoxviruses, which include fowlpox and canarypox virus, are the only poxviruses known to encode proteins with obvious Bcl-2 sequence homology. We previously characterized the fowlpox virus protein FPV039 as a Bcl-2-like antiapoptotic protein that inhibits apoptosis by interacting with and inactivating the proapoptotic cellular protein Bak. However, both Bak and Bax can independently trigger cell death. Thus, to effectively inhibit apoptosis, a number of viruses also inhibit Bax. Here we show that FPV039 inhibited apoptosis induced by Bax overexpression and prevented both the conformational activation of Bax and the subsequent formation of Bax oligomers at the mitochondria, two critical steps in the induction of apoptosis. Additionally, FPV039 interacted with activated Bax in the context of Bax overexpression and virus infection. Importantly, the ability of FPV039 to interact with active Bax and inhibit Bax activity was dependent on the structurally conserved BH3 domain of FPV039, even though this domain possesses little sequence homology to other BH3 domains. FPV039 also inhibited apoptosis induced by the BH3-only proteins, upstream activators of Bak and Bax, despite interacting detectably with only two: BimL and Bik. Collectively, our data suggest that FPV039 inhibits apoptosis by sequestering and inactivating multiple proapoptotic Bcl-2 proteins, including certain BH3-only proteins and both of the critical "gatekeepers" of apoptosis, Bak and Bax.