Structural and functional characterization of Apoptin and design of a monomeric variant with antitumor activity

Abstract

The main aim of the present study is to characterize the biological and biophysical properties of Apoptin, a viral protein that selectively induces apoptosis of a wide range of tumor cells. Apoptin has been produced and purified fused to an N-terminal His-tag (H6-Apoptin). Two truncated variants of Apoptin, the first one lacking residues 1 to 27 (H6-ApopΔPro) and the second one lacking residues 1 to 43 (H6-ApopΔProΔLeu) were also produced. The second variant loses the aggregation tendency but maintains most of its biological properties (i.e. subcellular localization, DNA binding, antitumor activity when transfected into the cells). In contrast to Apoptin, this variant induces apoptosis in different tumor cells without affecting normal cells when it is added exogenously. The non-multimeric state of this variant has facilitated its structural characterization using NMR spectroscopy. This protein has been classified as an Intrinsically Disordered Protein (IDP).

En el presente estudio se caracterizan las propiedades biológicas y biofísicas de la Apoptina, una proteína vírica que induce apoptosis selectivamente sobre un gran rango de células tumorales. La Apoptina ha sido producida y purificada fusionada a un His-tag N-termnial (H6-Apoptina). Se ha producido una primera variante eliminando los primeros 27 residuos (H6-ApoΔPro) y una segunda sin los 43 primeros residuos (H6-ApopΔProΔLeu). La segunda de las variantes pierde la tendencia a la agregación pero mantiene la mayoría de propiedades biológicas (localización subcelular, unión a DNA y actividad antitumoral en células transfectadas con el gen. A diferencia de la Apoptina, esta variante induce apoptosis en diferentes líneas tumorales sin afectar las células normales cuando se añade exógenamente. El estado no multimérico de esta variante ha facilitado su caracterización estructural utilizando la espectroscopia de RMN. Dicha proteína ha sido clasificada como Proteína Intrínsecamente Desordenada (IDP).