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Engenharia de Agentes Antivirais via Ressonância de Plasmon de Superfície

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DOI:

10.3791/63541

14 de junho de 2022

Neste artigo

Resumo

O presente protocolo descreve novas ferramentas para ensaios de ligação ao SPR para examinar a ligação de CV-N ao AH, glicoproteína S, glicanos do tipo híbrido relacionados e oligossacarídeos com alto teor de manose. O SPR é usado para determinar o KD para ligar o CV-N dimérico ou monomérico a esses glicanos.

Resumo

A ressonância plasmônica de superfície (SPR) é usada para medir a ligação da hemaglutinina (HA) ao dímero de cianovirina-N (CV-N) trocado por domínio e para monitorar interações entre peptídeos manosilados e o local de ligação de alta afinidade do CV-N. Foram relatados picos de envelope de vírus gp120, HA e glicoproteína (GP) de Ebola (GP) 1,2 para se ligar a locais de ligação de alta e baixa afinidade na CVN2 dimérica. O peptídeo HA dimanosilado também está ligado nos dois locais de ligação de baixa afinidade a uma molécula modificada de CVN2, que está carregando um local de alta afinidade para o respectivo ligante e mutado para substituir uma ligação dissulfeto estabilizadora na bolsa de ligação de carboidratos, confirmando assim a ligação multivalente. A ligação ao AH é mostrada a um local de ligação de alta afinidade do pseudo-anticorpo CVN2 em uma constante de dissociação (KD) de 275 nM que neutraliza ainda mais o vírus da imunodeficiência humana tipo 1 (HIV-1) através da oligomerização. A correlação do número de pontes dissulfeto na CVN2 trocada por domínio, que é diminuída de 4 para 2 pela substituição de cistinas em pares de resíduos polares de ácido glutâmico e arginina, resulta em afinidade de ligação reduzida ao AH. Entre as interações mais fortes, o Ebola GP1,2 é ligado por CVN2 com dois locais de ligação de alta afinidade na faixa nanomolar inferior usando o glicano de envelope sem um domínio transmembrana. No presente estudo, a ligação da glicoproteína spike (S) monomérica multiespecífica CV-N à glicoproteína spike (S) do coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2) é medida em K D = 18,6 μM em comparação com a KD nanomolar para esses outros picos de vírus, e através de seu domínio de ligação ao receptor na faixa μ molar média.

Introdução

A atividade antiviral associada à tetherin é induzida por α interferon, e compreende amarras à base de proteínas, que levam à retenção de virions totalmente formados em superfícies celulares infectadas1. A necessidade de glicosilação por amarrina na inibição da liberação do vírus permanece incerta, implicando a importância dos padrões de glicosilação em glicanos expressos recombinantemente para estudos in vitro 1,2, o que depende da conformação de (no caso do vírus da gripe) hemaglutinina da gripe expressa superficialmente 3,4

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Protocolo

Para o presente estudo, uma proteína de fusão modificadora semelhante à ubiquitina (SUMO) CVN foi usada em ensaios de imunoabsorção enzimática em vez de CV-N e é adequada para ensaios baseados em células. A proteína recombinante de comprimento total do vírus da gripe A HA H3 é obtida comercialmente (ver Tabela de Materiais) ou expressa em linhagens celulares HEK293 de mamíferos e células de insetos infectadas por baculovírus de acordo com protocolos padrão12. A proteína spike Wuhan-1 é expressa em células HEK293 de mamíferos. A síntese de peptídeo monomanosilado (MM) e peptídeo dimanosilado (DM) permite a detecção de ligantes h....

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Resultados

Uma molécula CVN2L0 trocada por domínio dimérico é testada para ligação à região superior do AH em três experimentos SPR separados e a afinidade de ligação é apresentada em valores de KD. Assume-se que o domínio B compreende sítios de ligação H, que são impactados pela substituição de uma ligação dissulfeto em resíduos iônicos, e o domínio A forma L10,18. Injeções únicas de CVN2L0 e variantes V2 (três pontes de dissulfeto) e V5 (duas pontes de dissulfe.......

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Discussão

A afinidade de ligação do CV-N está correlacionada com o número de sites de ligação funcionais [2H nos domínios B e 2L no(s) domínio(s) A, quando projetados como dímero trocado por domínio]. Uma variante com uma afinidade de ligação alterada (CVN2L0-V2, uma prega estável homodimérica de CV-N compreendendo um knock-out de ponte dissulfeto) é expressa em E. coli, purificada e testada positivamente para ligação à proteína HA (H3N2) usando SPR10, e mostra uma mudança conformacional ao ligar H.......

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Divulgações

O autor não tem nada a revelar.

Agradecimentos

O autor reconhece o Dr. Christian Derntl do Departamento de Biotecnologia e Microbiologia da TU Wien e do Departamento de Medicina III, Divisão de Nefrologia e Diálise da Universidade Médica de Viena, especialmente o Dr. Markus Wahrmann para apoio técnico e científico. A expressão de proteínas em células de mamíferos foi apoiada pelo Departamento de Biotecnologia da Universidade de Recursos Naturais e Ciências da Vida (BOKU) de Viena. A autora quer expressar seu profundo reconhecimento ao Dr. Nico Dankbar, da XanTec bioanalytics em Duesseldorf, Alemanha, por discussões científicas úteis sobre a realização dos ensaios de vinculação SPR.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Ä Tubos deCytiva
MerckC7715
AmpilicinaSigma-AldrichA5354
Resfriador Beckmann Coulter Allegra X-30R centrífugaBeckman CoulterB06320
Espalhador de célulasSigma-AldrichHS86655aço inoxidável prateado, barra L 33  mm
Custom DNA OligosSigma-AldrichOLIGO
Custom GensynthesisGenScript#1390661 vetor de clonagem: pET27b(+) 
Cytiva  HBS-EP+ Buffer 10, 4x50mLThermo Scientific50-105-5354
Dionex UlitMate 3000Thermo ScientificIQLAAAGABHFAPBMBFB
Dpn I enzima de restrição (10 U/μ L) Fisher ScientificER1701
DTTMerckDTT-RO
EDCMerck39391
EDTAMerckE9884
Eppendorf Safe-Lock Tubes Eppendorf30120086
Eppendorf Safe-Lock Tubes Eppendorf30120094
Eppendorf  Minispin  e microcentrífuga pessoal MiniSpin PlusSigma-AldrichZ606235
EtanolMerck51976
Etanolamina HClMerckE6133
Falcon 50mL Tubos de Centrífuga CônicosFisher Scientific14-432-22
Falcon 14 mL Tubo de Teste de Poliestireno de Fundo Redondo, com Tampa de Pressão, Estéril, 25/PacoteCorning352057
GlicoseMerckG8270
Glicina HClMerck55097
HA H3 proteínaAbcamab69751
HEPESMerckH3375
His-select Ni2 +MerckH0537
ImidazolMerckI2399
IPTGMerckI6758
Canamicina ASigma-AldrichK1377
Kromasil 300-5-C4Nouryon
LB ágarMerck52062
LB ágarMerck19344
LB LennoxMerckL3022
LisozimaMerck10837059001
Cloreto de magnésioMerckM8266
Sulfato de magnésioMerckM7506
NaH2P04MerckS0751
NanoDrop UV-Vis2000c espectrofotômetroThermo ScientificND2000CLAPTOP
NaOHMerckS5881
NHSMerck130672
NZ amina ( hidrolisado de caseína)MerckC0626
PBSMerck806552
PD MidiTrap G-10Sigma-AldrichGE28-9180-11
PeptoneMerck70171
pET11aMerck Millipore (Novagen)69436 
PMSFMerckPMSF-RO
QIAprep Spin Miniprep Kit (1000)Qiagen27106X4
Pacote de software Reichert Autolink1-1-9Reichert
Reichert SPR SR7500DC Sistema de canal duploReichert
Scrubber2-2012-09-04 para análise de dadosReichert
SDSMerck11667289001
Kit de mutagênese dirigida ao local incluindo plasmídeo de controle pUC18Stratagene#200518
Cloreto de SodimMerckS9888
Acetato de sódio. Microplaqueta do sensor de TrihydrateMerck236500
a microplaqueta do sensor de C19RBDHC30M
Petri padrão 90mm da esterilizaçãoThermo Scientific101R20
TBSMerckT591210x, solução
MerckT8787
TriptonaMerck93657
Tween20MerckP1379
Vortex-Genie 2 MixerMerckZ258423
X-galMerckXGAL-RO
XL1-Blue Células SupercompetentesStratagene#200236
Extrato de leveduraMerckY1625
Amicon para Ampilicina SPR C19RBDHC30M SPR da bioanalítica de XanTec CMD500D CMD500D Placas de de XanTec Triton-X100

Referências

  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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Engenharia de Agentes AntiviraisLiga o da HemaglutininaD mero de Cianovirina NPept deos ManosiladosGlicoprote nas do Envelope ViralIntera o Prote na LiganteBiossensoriamento por SPRLiga o de Alta AfinidadeExpress o de Prote na Recombinante

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