SMG5,也称为Smg5,是一种在真核生物中发现的蛋白质,它是无义介导的mRNA降解(NMD)途径的关键组成部分。NMD是一种细胞质质量控制机制,负责降解含有提前终止密码子(PTC)的异常mRNA,从而防止合成有害的截短蛋白。SMG5在NMD途径中与其他蛋白质,如SMG6和SMG7,协同作用,共同介导mRNA的降解。除了在NMD途径中的作用外,SMG5还参与调控细胞命运转变、发育和疾病发生等生物学过程。
SMG5在多种疾病中发挥重要作用。例如,在一项关于肝细胞癌(HCC)的研究中,SMG5的高表达被发现与HCC的发病机制和治疗耐药性相关。SMG5的敲低不仅抑制了HCC细胞的迁移、侵袭和增殖,还影响了索拉非尼的耐药性。此外,SMG5敲低组的差异基因表达分析显示,蛋氨酸腺苷转移酶1A(MAT1A)的表达上调,而MAT1A的高表达与HCC的更好预后相关。进一步的研究发现,SMG5敲低细胞上清液中S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的浓度升高。SAM的补充增强了HCC细胞对索拉非尼的敏感性,并改变了Bax和Bcl-2等凋亡相关蛋白的表达。这些发现表明,SMG5在HCC的发展中起着重要作用,并参与索拉非尼的耐药性,使其成为HCC治疗的一个潜在靶点[1]。
SMG5与SMG7共同作用,通过使SMG6具有内切核酸酶活性来授权NMD。SMG5-SMG7的缺失导致NMD的完全抑制,从而产生大量的转录组改变。有趣的是,研究发现,SMG5在功能上被低估了,它可以替代SMG7单独激活NMD。此外,SMG5或SMG7的存在足以支持SMG6介导的NMD靶标的内切核酸酶裂解。这些数据支持了一个改进的NMD执行模型,该模型具有涉及UPF1磷酸化和SMG5-SMG7招募以访问SMG6活性的两因素认证[2]。
在酵母中,SMG5/6样蛋白Esl1和Esl2与SMG5/6的脊椎动物同源物不同,它们不参与NMD或端粒维持途径。然而,基因组范围表达阵列分析表明,Esl1和Esl2的缺失导致约50个转录本的失调,这些转录本与环境营养供应的代谢反应相反。这些结果表明,Esl1和Esl2参与环境感知途径的适应性基因表达调节[3]。
SMG5在多种生物学过程中发挥作用,包括RNA降解、细胞命运转变和疾病发生。SMG5在NMD途径中起着重要作用,负责降解含有PTC的异常mRNA,从而防止合成有害的截短蛋白。SMG5还参与调控细胞命运转变、发育和疾病发生等生物学过程。因此,SMG5的研究对于深入理解NMD途径的生物学功能和疾病发生机制具有重要意义。
参考文献:
1. Fang, Nan, Liu, Bing, Pan, Qiuzhong, Lu, Ligong, Xia, Jianchuan. . SMG5 Inhibition Restrains Hepatocellular Carcinoma Growth and Enhances Sorafenib Sensitivity. In Molecular cancer therapeutics, 23, 1188-1200. doi:10.1158/1535-7163.MCT-23-0729. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38647536/
2. Boehm, Volker, Kueckelmann, Sabrina, Gerbracht, Jennifer V, Dieterich, Christoph, Gehring, Niels H. 2021. SMG5-SMG7 authorize nonsense-mediated mRNA decay by enabling SMG6 endonucleolytic activity. In Nature communications, 12, 3965. doi:10.1038/s41467-021-24046-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34172724/
3. Lai, Xianning, Beilharz, Traude, Au, Wei-Chun, Basrai, Munira A, Heierhorst, Jörg. 2013. Yeast hEST1A/B (SMG5/6)-like proteins contribute to environment-sensing adaptive gene expression responses. In G3 (Bethesda, Md.), 3, 1649-59. doi:10.1534/g3.113.006924. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23893744/