Method Article

によるHIV - 1 V3ループクラウンR2シーケンスの免疫学的に関連する動的第三紀の構造的特徴の評価第一原理折りたたみ

DOI:

10.3791/2118

⸱

September 15th, 2010

 , 
1Department of Pharmacology, School of Medicine, New York University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

HIV - 1の表面のエンベロープ糖タンパク質（gp120の）の別のV3のループシーケンスの冠の領域は、構造的にポジションのインシリコのフォールディングにによって多くのケースで特徴づけることができる最新鋭のを使用してループの10から22第一原理折りたたみア​​ルゴリズム。ここでは、HIV - 1のR2株、不可解な機能特性を持つユニークな中和感受性株からのV3ループのこの地域の折りたたみと評価を示しています。

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

HIV - 1の抗原の多様性は、長い間ワクチンの設計への障害となっており、この変動は、特にウイルスの表面のエンベロープ糖タンパク質のV3ループの中で発音されます。我々は以前、ダイナミック、シーケンス変数が、V3ループの王冠と提案した免疫学的に関連するβ-ヘアピン三次構造へのHIV - 1ウイルスの人口全体に制約されます。重要なのは、別のV3ループの王冠のシーケンスの数千は結晶学やNMRによることが困難または不可能なウイルスの多様性全体の動向の3次元構造解析を行う、HIV - 1ウイルスの循環でもあります。 V3王冠1、2の折り畳みと私たちの以前の成功した研究では、ICM - Proの分子モデリングのソフトウェアパッケージ（Molsoft LLC、ラホーヤ、カリフォルニア州）でアクセス可能なのab initioのアルゴリズム3を使用して示唆されたV3ループの王冠、特にから位置10から22、それは溶液中で自由に折りたたみ式の制約のないペプチドであるかのように大規模な程度に動作するように十分にその隣接茎の柔軟性と長さから利益を得る。 60,000個々の株のV3ループのちょうどこの部分のような、急激なのab initioフォールディングとして+循環HIV - 1株は、有益なことができます。ここで、我々は、そのユニークな特性の構造的基盤への洞察を得るためにR2株のV3ループを折ら。 R2は、患者の血清およびモノクローナル抗体4,5による中和にこの株の絶妙な感度の責任であると考えられる稀なV3のループシーケンスを負いません。ひずみCD4非依存性感染症を媒介とは、広く中和抗体を誘発するために表示されます。我々は、折りたたみの結果の評価がR2のために観察された免疫学的活動と折りたたみで観測された構造を関連付けるための有益なことができる方法を示しています。

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1。方法

  1. プロトコルの最初のステップでは、in silicoでフォールドするV3王冠のシーケンスを選択することです。 R2の株について、このフラグメントのシーケンスはKSIPMGPGRAFYTです。
  2. この配列に相当するペプチドの三次元原子構造は、コンピュータの仮想空間に構築する必要があります。このためにICMのコマンドは次のとおりです。
    buildpep"KSIPMGPGRAFYT"
    または[ファイル：新規：ペプチドは、プルダウンメニューで選択することができます
  3. 手順のいくつかのパラメータは、検索のステップ数（検索の長さ）、シミュレーションの温度、バイアス合理的な分野、エネルギーの観点から、異なるエネルギーの計算方法の選択に向かって検索を変数に制約を含む検索戦略パラメータを含む、設定されていますと検索がこのようなムービーを記録するかどうかとして記録し、どのように多くの中間得点コンフォメーションする方法を示すパラメータが記録されることが望ましい。すべてのこれらのパラメータは、以前の出版物（www.molsoft.comを参照）によって最適化されています。
  4. 折りたたみは、次のコマンドを使用して開始されます。
    モンテカルロ
    または[ファイル：新規：ペプチドは、メニュー分子力学プルダウンで選択することができます。最小化：グローバル

    前者の場合には、ステップ3からのパラメータは、コマンドラインで一つ一つ設定する必要があります....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

のab initioの折りたたみは、三次構造上の特性、順次個々のアミノ酸の研究から明らかでないかもしれないの効果を明らかにする。 R2 V3ループ王冠のいくつかの以前に無名の構造特性は、フォールディングシミュレーションによって明らかにされています。これらの観測された構造的な好みは、中和とhyperinfectivity 5〜感度すなわち、R2のひずみの観測機能的特性と相関することがあります。

最初に、位置12から14時R2のV3の王冠のN末端側半分の明確なβ-ストランドの傾向が観察される。これはR2の歪みの珍しいイソロイシン - プロリン-メチオニン（IPM）のシーケンスの位置です。結晶447 - 52Dの構造、2219、Be48、2557、2558とV3ループペプチドに結合した537 - Dの抗V3ループの抗体から、V3ループの位置12〜14、バインドされたときに、これらの抗体によって結合し、とされ​​ていますセグメントは、地元のβ-鎖コンフォメーションを採用しています。折り畳みシミュレーションはこのようにR2 V3ループ王冠は既知の抗V.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
利害の衝突は宣言されません。

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

作業は、DP2 OD004631とR01 AI084119を含む、ビルアンドメリンダゲイツ財団（＃38631）とNIHからの補助金によってサポートされていました。

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ICM-ProモルソフトLLC

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Almond, D., Kimura, T., Kong, X., Zolla-Pazner, S. &, Cardozo, T. Dynamic characterization of the V3 loop crown. Antiviral Therapy. 12, 13-31 (2007).
  2. Almond, D., Kimura, T., Kong, X., Swetnam, J., Zolla-Pazner, S., Cardozo, T. Structural conservation....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

HIV 1 V3 LoopAb Initio FoldingICM Pro SoftwareBeta Hairpin StructureNeutralization SensitivityMolecular DynamicsPeptide FoldingStructural AnalysisR2 StrainImmunological Relevance

Related Articles