Method Article

Ocena immunologicznie istotnych dynamicznych trzeciorzędowych cech strukturalnych sekwencji R2 korony pętli HIV-1 V3 metodą fałdowania ab initio

DOI:

10.3791/2118

September 15th, 2010

In This Article

Summary

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

Region korony różnych sekwencji pętli V3 glikoproteiny otoczki powierzchniowej (gp120) HIV-1 może być strukturalnie scharakteryzowany w wielu przypadkach przez fałdowanie in silico pozycji od 10 do 22 pętli przy użyciu najnowocześniejszego algorytmu składania ab initio. Tutaj demonstrujemy fałdowanie i ocenę tego regionu pętli V3 ze szczepu R2 HIV-1, wyjątkowo wrażliwego na neutralizację szczepu o zagadkowych właściwościach funkcjonalnych.

Abstract

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

Różnorodność antygenowa HIV-1 od dawna stanowi przeszkodę w projektowaniu szczepionek, a ta zmienność jest szczególnie wyraźna w pętli V3 glikoproteiny otoczki powierzchniowej wirusa. Wcześniej proponowaliśmy, że korona pętli V3, choć dynamiczna i zmienna sekwencyjnie, jest ograniczona w całej populacji wirusów HIV-1 do immunologicznie istotnej struktury trzeciorzędowej β spinki do włosów. Co ważne, w krążących wirusach HIV-1 istnieją tysiące różnych sekwencji koron pętli V3, co sprawia, że strukturalna charakterystyka 3D trendów w całej różnorodności wirusów jest trudna lub niemożliwa za pomocą krystalografii lub NMR. Nasze poprzednie udane badania ze składaniem korony V31, 2 wykorzystały algorytm ab initio 3 dostępny w pakiecie oprogramowania do modelowania molekularnego ICM-Pro (Molsoft LLC, La Jolla, CA) i sugerowały, że korona pętli V3, szczególnie od pozycji 10 do 22, korzysta wystarczająco z elastyczności i długości swoich bocznych łodyg, aby zachowywać się w dużym stopniu tak, jakby była nieograniczonym peptydem swobodnie składającym się w roztworze. W związku z tym szybkie fałdowanie ab initio tylko tej części pętli V3 dowolnego pojedynczego szczepu z 60 000+ krążących szczepów HIV-1 może być pouczające. W tym miejscu złożyliśmy pętlę V3 szczepu R2, aby uzyskać wgląd w strukturalne podstawy jego unikalnych właściwości. R2 zawiera rzadką sekwencję pętli V3, która jest uważana za odpowiedzialną za wyjątkową wrażliwość tego szczepu na neutralizację przez surowice pacjenta i przeciwciała monoklonalne4, 5. Szczep pośredniczy w infekcji niezależnej od CD4 i wydaje się, że wywołuje przeciwciała neutralizujące. Pokazujemy, w jaki sposób ocena wyników fałdowania może być pouczająca w kojarzeniu obserwowanych struktur w fałdowaniu z aktywnościami immunologicznymi obserwowanymi dla R2.

Protocol

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

1. Metodologia

  1. Pierwszym krokiem protokołu jest wybranie sekwencji korony V3, którą chcesz złożyć in silico. Dla szczepu R2 sekwencja dla tego fragmentu to KSIPMGPGRAFYT.
  2. Struktura atomowa 3D peptydu odpowiadającego tej sekwencji powinna zostać zbudowana w wirtualnej przestrzeni komputera. Polecenie ICM do tego to:
    buildpep "KSIPMGPGRAFYT"
    lub File:New:Peptide można wybrać w menu rozwijanym
  3. Następnie ustawia się kilka parametrów procedury, w tym liczbę kroków wyszukiwania (długość wyszukiwania), temperaturę symulacji, parametry strategii wyszukiwania, w tym zmienne ograniczenia w celu odchylenia wyszukiwania w kierunku rozs....

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

Discussion

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

Fałdowanie ab initio ujawnia trzeciorzędowe właściwości strukturalne, których efekty mogą nie być widoczne przy sekwencyjnym badaniu poszczególnych aminokwasów. Kilka wcześniej niejasnych właściwości strukturalnych korony pętli R2 V3 zostało ujawnionych przez symulację składania. Te zaobserwowane preferencje strukturalne mogą korelować z obserwowanymi właściwościami funkcjonalnymi szczepu R2, a mianowicie wrażliwością na neutralizację i hiperzakaźnością5.

Po pierwsze, ob.......

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

Disclosures

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

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Acknowledgements

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

Praca była wspierana przez granty z Fundacji Billa i Melindy Gatesów (#38631) oraz NIH, w tym DP2 OD004631 i R01 AI084119.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ICM-ProMolsoft Sp. z o.o
.

References

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