Évaluation des immunologiquement pertinents dynamiques tertiaires Caractéristiques structurelles de l'épidémie de VIH-1 séquence de la boucle V3 de la Couronne par R2 Ab initio Pliante

L’objectif général de l’expérience suivante est d’évaluer les préférences structurelles dynamiques de la séquence peptidique V trois couronnes de la souche R deux du VIH via le repliement AR, et de corréler les résultats avec les sensibilités connues à la neutralisation de la souche R deux. Ceci est réalisé en sélectionnant un fragment approprié de la couronne R deux V à trois boucles pour plier AR bonni. Dans un deuxième temps, la simulation du pliage est effectuée, qui recherche toutes les confirmations possibles du fragment de couronne R deux et les enregistrements, les confirmations les plus probables dans un fichier de pile.

Ensuite, les confirmations enregistrées sont analysées pour déterminer la préférence structurelle dynamique de la couronne R deux V trois qui pourrait expliquer sa sensibilité à la neutralisation. On obtient des résultats qui partagent une préférence pour un brin bêta rigide positions 12 à 14 de la boucle V trois en fonction de la structure secondaire, de la préférence et de la distribution d’énergie de l’empilement de confirmations recherchées. Bonjour, je m’appelle Timothy Cardozo et je m’adresse à vous depuis mon laboratoire du Département de pharmacologie de la Faculté de médecine de l’Université de New York.

Aujourd’hui, nous allons vous montrer une procédure de repliement abioprotéique d’une boucle flexible sur une protéine virale immunogène du VIH connue sous le nom de GP one 20. L’anse flexible est connue sous le nom de boucle V trois de cette glycoprotéine d’enveloppe de surface du virus VIH un et son extrémité est connue sous le nom de couronne de la boucle V trois. C’est la région que nous allons plier.

Nous utilisons cette procédure dans notre laboratoire pour nous aider à identifier des voies productives vers la conception de vaccins contre le VIH. Alors commençons. Pour commencer cette procédure, sélectionnez la séquence de trois couronnes en V à plier in silico.

Des études antérieures de ce laboratoire indiquent que les positions 10 à 22 de n’importe quelle séquence à trois boucles en V donnent les meilleurs résultats, exécutent les expériences de pliage armenio avec les menus déroulants conviviaux de l’interface utilisateur graphique ou de l’interface graphique du logiciel de modélisation moléculaire ICM Pro. Tout d’abord, la structure atomique tridimensionnelle du peptide correspondant à cette séquence doit être intégrée dans l’as de l’espace virtuel de l’ordinateur. Pour construire la structure atomique tridimensionnelle, allez dans le menu Fichier et sélectionnez nouveau.

Cela révélera un écran avec plusieurs onglets. Sélectionnez l’onglet peptide et collez ou tapez la séquence dans la zone de texte. Cliquez sur OK pour construire la structure tridimensionnelle du peptide.

La structure apparaîtra dans la fenêtre graphique d’ICM. Une fois la structure tridimensionnelle construite, allez dans le menu de mécanique moléculaire et sélectionnez minimiser, qui apparaîtra comme un menu latéral. Dans le menu latéral, choisissez global.

Cela fera apparaître un écran avec plusieurs champs de saisie et des cases à cocher déjà sélectionnées pour les paramètres par défaut. Si nécessaire, modifiez la sélection pour choisir le peptide à plier. Ajustez la durée et la précision de la simulation en modifiant respectivement le nombre de mouvements globaux et le nombre d’appels minimaux locaux.

Sélectionnez tout pour tout repliement atomique du peptide. Sélectionnez ensuite enregistrer le film pour créer un fichier vidéo du pliage. Enfin, cliquez sur Appliquer pour lancer le pliage dans la fenêtre graphique.

L’algorithme commence à plier le peptide en différentes confirmations, en calculant et en enregistrant l’énergie du peptide pour chaque confirmation. Une fois terminé, la confirmation la plus stable énergétiquement du peptide ainsi que les confirmations alternatives avec presque la même énergie seront identifiées et visualisées sur l’ordinateur. L’utilisation du gluant montre à quoi ressemble le pliage, mais ne permet pas une sélection de paramètres idéale pour le pliage de la couronne à trois boucles en V.

À cette fin, il est préférable d’effectuer le pliage à partir de la ligne de commande non graphique À l’aide d’un script, un script est simplement une série de commandes de texte enregistrées ligne par ligne dans un document ou un fichier texte qui sont introduites automatiquement dans le programme ICM et exécutées l’une après l’autre pour plier la boucle V trois à l’aide d’un script de lignes de commande. Tout d’abord, écrivez un fichier texte à enregistrer sur le disque dur de l’ordinateur dans un répertoire local. Comme précédemment, commencez par construire le peptide dans l’espace virtuel de l’ordinateur.

Ensuite, donnez un nom à la simulation et fixez le nombre de variables libres, qui sont les liaisons chimiques dans le peptide laissées libres de tourner dans le pliage. Ensuite, spécifiez la durée de la simulation pour un pliage optimal de la boucle V trois. Cela dépendra du nombre de variables libres identifiées à l’étape précédente pour déterminer la précision de la recherche de confirmation dans l’expérience, définissez le nombre d’étapes de recherche à effectuer dans chaque minimum local.

Définissez ensuite d’autres paramètres qui ont été optimisés pour la simulation sur la base de recherches antérieures, notamment la minimisation de la température, le gradient et la distribution de probabilité. Après le réglage des paramètres expérimentaux, indiquez les calculs d’énergie qui seront utilisés lors du pliage. Ici, l’énergie de Vander Vi est indiquée par le peptide interne de VW.

L’énergie est indiquée par 14 l’énergie de liaison hydrogène est indiquée par HB électrostatique. L’énergie est indiquée par El Salvation. L’énergie est notée SF et l’entropie est notée EN. Spécifiez les paramètres finaux, y compris les angles de colonne vertébrale et de chaîne latérale préférés à rechercher et la confirmation de départ.

Enfin, écrivez la commande pour exécuter et enregistrer le calcul. Une fois que le script a été écrit et enregistré sous forme de fichier texte, exécutez-le à partir de l’invite de prêt de commandes du système d’exploitation de l’ordinateur. Comme auparavant, la confirmation la plus stable énergétiquement du peptide ainsi que les confirmations alternatives avec une énergie comparable seront identifiées et enregistrées dans le fichier de projet pour être visualisées sur l’ordinateur.

Une fois le calcul terminé, ouvrez le fichier en sélectionnant Fichier ouvert dans le menu déroulant EE. Affichez la molécule en cliquant sur la case à cocher à côté d’elle dans le panneau de l’espace de travail, sélectionnez la vue de pile de mécanique moléculaire. Pour afficher la pile classée en énergie des confirmations du peptide supérieur à partir du pliage, cliquez sur l’outil de traçage dans le coin inférieur droit du panneau de la pile pour tracer les résultats.

Cliquez d’abord sur OK dans la fenêtre résultante, puis cliquez sur l’onglet du milieu du graphique appelé best confo. Cliquez ensuite sur la première ligne de la table des résultats de la pile, qui est la confirmation d’énergie la plus basse trouvée dans la recherche. La structure peptidique se réorganisera dans sa confirmation d’énergie la plus basse dans la fenêtre graphique.

Analysez cette confirmation pour les caractéristiques de type brin bêta ou hélicoïdal alpha, en particulier dans les cinq premières positions du peptide. En sélectionnant cette région dans la séquence et en cliquant sur l’icône du bâton en haut à gauche de l’écran pour afficher tous les atomes. Ensuite, la pile de résultats énergétiques doit être analysée pour tracer les meilleures confirmations.

Si la confirmation d’énergie la plus basse est séparée par un écart significatif des autres confirmations, cela indique une tendance vers une structure rigide. Pour évaluer les résultats, ouvrez le flacon du projet et choisissez la vue de la pile de mécanique moléculaire, un tableau des confirmations de la pile apparaîtra. Visualisez les confirmations de la pile en cliquant sur l’icône de l’histogramme du tracé.

Enfin, cliquez sur lecture de pile de mécanique moléculaire pour faire un film sur la pile et visualiser les préférences de confirmation découvertes par le pliage ici. Les résultats pour le pliage R two sont présentés. La confirmation n’est pas hélicoïdale alpha et est une bobine aléatoire comme prévu pour les couronnes à trois boucles en V, notamment dans le fragment au résidu 12 à 14.

Dans la boucle V trois, une préférence claire de confirmation du brin bêta est observée dans toute la pile et très peu de confirmations hélicoïdales alpha sont observées. Une confirmation locale du brin bêta est reconnue par sa forme linéaire étendue. C’est là que se trouve la séquence inhabituelle d’isoleucine proline méthionine de la souche R deux, une séquence rare chez les souches de VIH à cette position, et dont on a supposé qu’elle était responsable des caractéristiques inhabituelles de R deux.

De plus, un écart d’énergie de près de trois unités est observé entre la confirmation d’énergie la plus basse et la deuxième confirmation d’énergie la plus basse. Ainsi, la structure ne scintille que la confirmation d’énergie la plus basse moins de 1 % du temps, ce qui suggère que la couronne R deux V trois et sa confirmation de déformation bêta locale aux positions 12 à 14 ont une structure plus rigide plutôt que d’être complètement flexible par nature. Nous venons de vous montrer comment plier une séquence de couronne en V à trois boucles à l’aide de l’algorithme abio implémenté dans le logiciel ICM, et nous vous avons montré comment analyser les résultats en utilisant la souche R deux du virus VIH.

À titre d’exemple, lors de cette procédure, il est important de choisir soigneusement l’identité du peptide de repliement correspondant à un fragment de la couronne V trois, et il est également important d’interpréter les résultats en ce qui concerne la préférence de confirmation et l’énergie en utilisant la consultation d’un expert d’un modéliste moléculaire. Donc c’est tout. Merci d’avoir regardé et bonne chance dans vos expériences.