September 15th, 2010
Taç bölgesi yüzeyinde HIV-1 zarf glikoprotein (gp120) farklı V3 döngü dizilerinin yapısal pozisyonları siliko katlama birçok durumda karakterize edilebilir bir state-of-the-art kullanarak döngü 10 ila 22 Ab initio Katlanır algoritması. Burada, HIV-1 R2 gerilme, şaşırtıcı fonksiyonel özellikleri ile benzersiz bir nötralizasyon hassas gerginlik V3 döngü bu bölgenin katlama ve değerlendirme göstermektedir.
Aşağıdaki deneyin genel amacı, AR katlanması yoluyla R iki HIV suşunun V üç taç peptit dizisinin dinamik yapısal tercihlerini değerlendirmek ve sonuçları R iki suşunun bilinen nötralizasyon duyarlılıkları ile ilişkilendirmektir. Bu, AR bonni'yi katlamak için R iki V üç halkalı taçın uygun bir parçasının seçilmesiyle elde edilir. İkinci adım olarak, R iki taç parçasının ve kayıtlarının tüm olası onaylarını, bir yığın dosyasındaki en olası onayları arayan katlamanın simülasyonu gerçekleştirilir.
Daha sonra, kaydedilen onaylar, nötralizasyon hassasiyetini açıklayabilecek R iki V üç tepenin dinamik yapısal tercihini belirlemek için analiz edilir. Aranan teyit yığınının ikincil yapısına, tercihine ve enerji dağılımına dayalı olarak V üç döngüsünün 12 ila 14 arasındaki katı bir beta ipliği pozisyonları için bir tercihi paylaşan sonuçlar elde edilir. Merhaba, ben Timothy Cardozo, New York Üniversitesi Tıp Fakültesi Farmakoloji Bölümü'ndeki laboratuvarımdan sizinle konuşuyorum.
Bugün size GP one 20 olarak bilinen bir immünojenik HIV bir viral protein üzerinde esnek bir döngünün abio protein katlanması için bir prosedür göstereceğiz. Esnek döngü, HIV bir virüsünün bu yüzey zarfı glikoproteininin V üç halkası olarak bilinir ve ucu, V üç döngüsünün tacı olarak bilinir. Katlanacağımız bölge burası.
Bu prosedürü, başarılı HIV aşısı tasarımlarına giden verimli yolları belirlememize yardımcı olması için laboratuvarımızda kullanıyoruz. Öyleyse başlayalım. Bu prosedüre başlamak için, in silico olarak katlanacak V üç taç dizisini seçin.
Bu laboratuvardan yapılan önceki çalışmalar, herhangi bir V üç döngü dizisinin 10 ila 22 arasındaki konumların en iyi sonuçları verdiğini, ICM Pro Molecular modelleme yazılımının grafik kullanıcı arayüzündeki veya GUI'sindeki kullanıcı dostu açılır menülerle armenio katlama deneylerini çalıştırdığını göstermektedir. İlk olarak, bu diziye karşılık gelen peptidin üç boyutlu atomik yapısı, bilgisayarın sanal uzay asına yerleştirilmelidir. Üç boyutlu atomik yapıyı oluşturmak için dosya menüsünün altına gidin ve yeni'yi seçin.
Bu, birkaç sekme içeren bir ekranı ortaya çıkaracaktır. Peptit sekmesini seçin ve diziyi metin kutusuna yapıştırın veya yazın. Peptitin üç boyutlu yapısını oluşturmak için Tamam'a tıklayın.
Yapı, ICM'nin grafik penceresinde görünecektir. Üç boyutlu yapı oluşturulduktan sonra, moleküler mekanik menüsüne gidin ve bir yan menü olarak açılacak olan küçült'ü seçin. Yan menüden genel'i seçin.
Bu, varsayılan parametreler için önceden seçilmiş birkaç giriş alanı ve onay kutusu içeren bir ekranı ortaya çıkaracaktır. Gerekirse, katlanacak peptidi seçmek için seçimi değiştirin. Sırasıyla genel hareketlerin sayısını ve yerel minimum çağrıların sayısını değiştirerek simülasyonun uzunluğunu ve hassasiyetini ayarlayın.
Peptitin tüm atom katlanması için tümünü seçin. Ardından, katlamanın bir film dosyasını oluşturmak için filmi kaydet'i seçin. Son olarak, grafik penceresinde katlamayı başlatmak için uygula'ya tıklayın.
Algoritma, peptidi farklı onaylara katlamaya, her onay için peptit enerjisini hesaplamaya ve kaydetmeye başlar. Tamamlandıktan sonra, peptitin enerjik olarak en kararlı onayının yanı sıra hemen hemen aynı enerjiye sahip alternatif doğrulamalar tanımlanacak ve peptit katlanmasının gerçekleştirildiği bilgisayarda görselleştirilecektir. Yapışkan kullanmak, katlamanın nasıl göründüğünü gösterir, ancak V üç halkalı tepenin katlanması için ideal parametre seçimine izin vermez.
Bu amaçla, katlamayı grafiksel olmayan komut satırından gerçekleştirmek en iyisidir Bir komut dosyası kullanarak, Bir komut dosyası, ICM programına otomatik olarak beslenen ve komut satırlarından oluşan bir komut dosyası kullanarak V üç döngüsünü katlamak için birbiri ardına yürütülen bir belgeye veya metin dosyasına satır satır kaydedilen bir dizi metin komutudur. İlk olarak, bilgisayarın sabit diskine kaydedilecek bir metin dosyasını yerel bir dizine yazın. Daha önce olduğu gibi, peptidi bilgisayarın sanal alanında oluşturarak başlayın.
Daha sonra simülasyona bir isim verin ve katlamada dönmek için serbest bırakılan peptitteki kimyasal bağlar olan serbest değişkenlerin sayısını ayarlayın. Ardından, V üç döngünün en iyi şekilde katlanması için simülasyonun ne kadar süreceğini belirtin. Bu, deneydeki doğrulayıcı aramanın kesinliğini belirlemek için önceki adımda tanımlanan serbest değişkenlerin sayısına bağlı olacaktır, her bir yerel minimumda gerçekleştirilecek arama adımlarının sayısını ayarlayın.
Ardından, sıcaklık minimizasyonu, gradyan ve olasılık dağılımı dahil olmak üzere önceki araştırmalara dayalı olarak simülasyon için optimize edilmiş diğer parametreleri ayarlayın. Deneysel parametrelerin ayarlanmasının ardından, katlama sırasında hangi enerji hesaplamalarının kullanılacağını belirtin. Burada, Vander Vi'nin enerjisi VW iç peptidi ile gösterilir.
Enerji 14 ile gösterilir hidrojen bağı enerjisi HB elektrostatik ile gösterilir. Enerji, El Kurtuluş ile gösterilir. Enerji SF ile gösterilir ve entropi EN ile gösterilir. Aranacak tercih edilen omurga ve yan zincir açıları ve başlangıç onayı dahil olmak üzere son ayarları belirtin.
Son olarak, hesaplamayı çalıştırmak ve kaydetmek için komutu yazın. Komut dosyası yazıldıktan ve bir metin dosyası olarak kaydedildikten sonra, bilgisayarın işletim sistemi komut ödünç isteminden çalıştırın. Daha önce olduğu gibi, peptidin enerjik olarak en kararlı teyidi ve karşılaştırılabilir enerjiye sahip alternatif teyitler tanımlanacak ve bilgisayarda görselleştirme için proje dosyasına kaydedilecektir.
Hesaplama tamamlandıktan sonra, EE açılır menüsünden dosya aç'ı seçerek dosyayı açın. Çalışma alanı panelinde yanındaki onay kutusuna tıklayarak molekülü görüntüleyin, moleküler mekanik yığın görünümünü seçin. Katlamadan enerji dereceli en iyi peptit onayları yığınını görüntülemek için, sonuçları çizmek için yığın panelinin sağ alt köşesindeki çizim aracına tıklayın.
Önce ortaya çıkan pencerede tamam'a tıklayın ve ardından en iyi confo adlı arsanın orta sekmesine tıklayın. Ardından, aramada bulunan en düşük enerji onayı olan sonuç yığın tablosunun ilk satırına tıklayın. Peptit yapısı, grafik penceresindeki en düşük enerji onayına yeniden düzenlenecektir.
Bu onayı, özellikle peptidin ilk beş pozisyonunda, beta iplikçik benzeri veya alfa sarmal özellikler için analiz edin. Sırayla bu bölgeyi seçerek ve tüm atomları görüntülemek için ekranın sol üst köşesindeki çubuk simgesine tıklayarak. Daha sonra, en iyi teyitleri çizmek için enerji sonuçları yığını analiz edilmelidir.
En düşük enerji teyidi, diğer teyitlerden önemli bir boşlukla ayrılırsa, katı bir yapıya doğru bir eğilimi gösterir. Sonuçları değerlendirmek için, proje şişesini açın ve moleküler mekanik yığın görünümünü seçin, yığın onaylarının bir tablosu görünecektir. Çizim histogramı simgesine tıklayarak yığın onaylarını görselleştirin.
Son olarak, yığında bir film yapmak için moleküler mekanik yığın oynat'a tıklayın ve buradaki katlamanın ortaya çıkardığı onay tercihlerini görselleştirin. R two folding için sonuçlar gösterilir. Doğrulama, alfa sarmal değildir ve V üç döngü kronu için beklendiği gibi, özellikle 12 ila 14 arasındaki kalıntıdaki parçada rastgele bir bobindir.
V üç döngüsünde, yığın boyunca net bir beta iplikçik doğrulama tercihi görülür ve çok az sayıda alfa sarmal onay gözlenir. Yerel bir beta iplik onayı, genişletilmiş doğrusal şekli ile tanınır. Bu, R iki suşunun olağandışı izolösin prolin metiyonin dizisinin yeridir, bu pozisyonda HIV suşlarında nadir görülen bir dizidir ve R iki'nin olağandışı özelliklerinden sorumlu olduğu varsayılmıştır.
Ayrıca, en düşük enerji onayı ile ikinci en düşük enerji onayı arasında neredeyse üç birimlik bir enerji boşluğu görülür. Bu nedenle, yapı, zamanın yalnızca %1'inden daha az bir sürede en düşük enerji onayını titreştirir, bu da R iki V üç taç ve 12 ila 14 konumlarındaki yerel beta suş onayının, doğası gereği tamamen esnek olmaktan ziyade daha katı bir yapıya sahip olduğunu düşündürür. ICM yazılımında uygulanan abio algoritmasını kullanarak bir V üç ilmekli taç dizisini nasıl katlayacağınızı gösterdik ve HIV virüsünün R two suşunu kullanarak sonuçları nasıl analiz edeceğinizi gösterdik.
Örnek olarak, bu prosedürü yaparken, V üç tacın bir parçasına karşılık gelen katlanma peptidinin kimliğini dikkatli bir şekilde seçmek önemlidir ve ayrıca bir moleküler modelleyiciden uzman danışmanlığı kullanarak doğrulayıcı tercih ve enerji ile ilgili sonuçları yorumlamak da önemlidir. İşte bu kadar. İzlediğiniz için teşekkürler ve deneylerinizde iyi şanslar.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Bu çalışma, HIV-1'in R2 suşunun V3 taç peptid dizisinin dinamik yapısal tercihlerini, gelişmiş katlama simülasyonları kullanarak değerlendirir. Bulgular, bu yapısal tercihleri suşun nötralizasyon duyarlılıkları ile ilişkilendirmeyi amaçlamaktadır.
Understanding the dynamic structural preferences of the HIV-1 V3 loop crown is critical for de-risking vaccine candidates by linking conformational rigidity to neutralization sensitivity. This computational approach enables rapid structural interrogation of diverse viral strains, supporting target validation and mechanistic de-risking in early discovery. By correlating folding outcomes with immunological activity, the method informs predictive confidence in antigen design and portfolio prioritization for HIV vaccine development.
The method fits within the discovery continuum from target identification through lead optimization, enabling structural de-risking prior to immunogen design.