Artículo de método

Ingeniería de agentes antivirales a través de la resonancia de plasmones de superficie

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DOI:

10.3791/63541

14 de junio de 2022

En este artículo

Resumen

El presente protocolo describe nuevas herramientas para ensayos de unión a SPR para examinar la unión CV-N a HA, glicoproteína S, glicanos de tipo híbrido relacionados y oligosacáridos con alto contenido de manosa. SPR se utiliza para determinar el KD para la unión de CV-N dimérico o monomérico a estos glicanos.

Resumen

La resonancia de plasmón de superficie (SPR) se utiliza para medir la unión de hemaglutinina (HA) al dímero de cianovirina-N (CV-N) intercambiado por dominio y para monitorear las interacciones entre los péptidos manosilados y el sitio de unión de alta afinidad de CV-N. Se ha informado que los picos de la envoltura del virus gp120, HA y glicoproteína del Ébola (GP) 1,2 se unen a sitios de unión de alta y baja afinidad en CVN2 dimérico. El péptido HA dimanosilado también se une en los dos sitios de unión de baja afinidad a una molécula diseñada de CVN2, que lleva un sitio de alta afinidad para el ligando respectivo y muta para reemplazar un enlace disulfuro estabilizador en el bolsillo de unión a carbohidratos, confirmando así la unión multivalente. La unión a HA se muestra en un sitio de unión de alta afinidad del pseudoanticuerpo CVN2 a una constante de disociación (KD) de 275 nM que neutraliza aún más el virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 (VIH-1) a través de la oligomerización. La correlación del número de puentes disulfuro en CVN2 intercambiado de dominio, que se reducen de 4 a 2 mediante la sustitución de cistinas en pares de residuos polares de ácido glutámico y arginina, da como resultado una afinidad de unión reducida a HA. Entre las interacciones más fuertes, el ébola GP1,2 está unido por CVN2 con dos sitios de unión de alta afinidad en el rango nanomolar inferior utilizando el glicano de envoltura sin un dominio transmembrana. En el presente estudio, la unión de la glicoproteína monomérica multiespecífica CV-N al coronavirus 2 del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) se mide en K D = 18.6 μM en comparación con la KD nanomolar a esos otros picos de virus, y a través de su dominio de unión al receptor en el rango medio μ-molar.

Introducción

La actividad antiviral asociada a la teterina es inducida por el interferón-α, y comprende ataduras basadas en proteínas, que conducen a la retención de viriones completamente formados en las superficies celulares infectadas1. La necesidad de glicosilación de la teterina en la inhibición de la liberación del virus sigue siendo incierta, lo que implica la importancia de los patrones de glicosilación en los glicanos expresados recombinantemente para los estudios in vitro 1,2, que depende de la conformación de (en el caso del virus de la gripe) hemaglutinina HA 3....

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Protocolo

Para el presente estudio, se ha utilizado una proteína de fusión modificadora similar a la ubiquitina (SUMO) pequeña CVN en ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas en lugar de CV-N y es adecuada para ensayos basados en células. La proteína HA H3 del virus de la influenza A de longitud completa recombinante se obtiene comercialmente (consulte la Tabla de materiales) o se expresa en líneas celulares HEK293 de mamíferos y células de insectos infectados por baculovirus de acuerdo con los protocolos estándar12. La proteína espiga Wuhan-1 se expresa en células HEK293 de mamíferos. La síntesis de péptido monomanosilado (MM) y pépt....

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Resultados

Una molécula CVN2L0 intercambiada en dominio dimérico se prueba para unirse a la región superior de HA en tres experimentos SPR separados y la afinidad de unión se presenta en valores KD. Se supone que el dominio B comprende sitios de unión H, que se ven afectados por la sustitución de un enlace disulfuro en residuos iónicos, y el dominio A forma L10,18. Las inyecciones individuales de CVN2L0 y las variantes V2 (tres puentes disulfuro) y V5 (dos puente.......

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Discusión

La afinidad de enlace de CV-N se correlaciona con el número de sitios de enlace funcionales [2H en los dominios B y 2L en los dominios A cuando se diseñan como dímeros intercambiados por dominio]. Una variante con una afinidad de unión alterada (CVN2L0-V2, un pliegue homodimérico estable de CV-N que comprende un knock-out de puente disulfuro) se expresa en E. coli, se purifica y se prueba positivamente para unirse a la proteína HA (H3N2) utilizando SPR10, y muestra un cambio conformaciona.......

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Divulgaciones

El autor no tiene nada que revelar.

Agradecimientos

El autor agradece al Dr. Christian Derntl del Departamento de Biotecnología y Microbiología de la Universidad Técnica de Viena y al Departamento de Medicina III, División de Nefrología y Diálisis de la Universidad Médica de Viena, especialmente al Dr. Markus Wahrmann por su apoyo técnico y científico. La expresión de proteínas en células de mamíferos fue apoyada por el Departamento de Biotecnología de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida (BOKU) de Viena. La autora quiere expresar su profundo agradecimiento al Dr. Nico Dankbar de XanTec bioanalytics en Düsseldorf, Alemania, por sus útiles discusiones científicas sobre la realización de los ensayos....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Ä kta primeplusCytiva
Tubos AmiconMerckC7715
AmpillicinaSigma-AldrichA5354
Beckmann Coulter Enfriador Allegra X-30R CentrífugaBeckman CoulterB06320
Esparcidor de célulasSigma-AldrichHS86655acero inoxidable plateado, barra L 33  mm
Oligos de ADN personalizadoSigma-AldrichOLIGO
Gensynthesis personalizadoGenScript#1390661 vector de clonación: pET27b(+) 
Cytiva  HBS-EP+ Tampón 10, 4x50mLThermo Scientific50-105-5354
Dionex UlitMate 3000Thermo ScientificIQLAAAGABHFAPBMBFB
Dpn I enzima de restricción (10 U/μ L) Fisher ScientificER1701
DTTMerckDTT-RO
EDCMerck39391
EDTAMerckE9884
Eppendorf Tubos de bloqueoEppendorf30120086
Eppendorf Tubos de bloqueoEppendorf 30120094
Eppendorf  Minispin  y microcentrífuga personal MiniSpin PlusSigma-AldrichZ606235
EtanolMerck51976
Etanolamina HClMerckE6133
Falcon 50mL Tubos de centrífuga cónicosFisher Scientific14-432-22
Falcon 14 mL Tubo de ensayo de poliestireno de fondo redondo, con tapón a presión, estéril, 25/paqueteCorning352057
GlucosaMerckG8270
Glicina HClMerck55097
HA H3 proteínaAbcamab69751
HEPESMerckH3375
His-select Ni2+MerckH0537
ImidazolMerckI2399
IPTGMerckI6758
Kanamicina ASigma-AldrichK1377
Kromasil 300-5-C4Nouryon
LB agarMerck52062
LB agarMerck19344
LB LennoxMerckL3022
LisozimaMerck10837059001 Cloruro
de magnesioMerckM8266
Sulfato de magnesioMerckM7506
NaH2P04MerckS0751
NanoDrop Espectrofotómetro UV-Vis2000cThermo ScientificND2000CLAPTOP
NaOHMerck S5881
NHSMerck130672
Amina NZ ( hidrolizado de caseína)MerckC0626
PBSMerck806552
PD MidiTrap G-10Sigma-AldrichGE28-9180-11
PeptonaMerck70171
pET11aMerck Millipore (Novagen)69436 
PMSFMerckPMSF-RO
QIAprep Spin Miniprep Kit de Miniprep (1000)Qiagen27106X4
Reichert Reichert Paquete de Software Autolink1-1-9Reichert
Reichert SPR SR7500DC Sistema de Doble CanalReichert
Scrubber2-2012-09-04 para el análisis de datosReichert
SDSMerck11667289001
Kit de mutagénesis dirigida al sitio que incluye plásmido de control pUC18Stratagene#200518
Cloruro de sodimMerckS9888
Acetato de sodio. ChipTrihydrate Merck236500
SPR C19RBDHC30MXanTec bioanalyticsSCR C19RBDHC30M
SPR CMD500DXanTec bioanalyticsSCR CMD500D
Sterilin Standard 90mm Placas de PetriThermo Scientific101R20
TBSMerckT591210x, solución
Triton-X100MerckT8787
TriptonaMerck93657
Tween20MerckP1379
Vortex-Genie 2 MezcladorMerckZ258423
X-galMerckXGAL-RO
XL1-Blue Células SupercompetentesEstratagén#200236
Extracto de levaduraMerckY1625
seguro seguro de sensor Chip de sensor

Referencias

  1. Perez-Caballero, D., et al. Tetherin inhibits HIV-1 release by directly tethering virions to cells. Cell. 139 (3), 499-511 (2009).
  2. Waheed, A. A., Gitzen, A., Swiderski, M., Freed, E. O. High-mannose but not complex-type glycosylation of tetherin i....

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