Summary

Avaliação da dinâmica imunologicamente relevantes Terciário características estruturais do HIV 1-V3 loop Sequence R2 Crown por Ab initio Folding

Published: September 15, 2010
doi:

Summary

A região da coroa de seqüências diferentes V3 loop do envelope glicoproteína de superfície (gp120) do HIV-1 pode ser caracterizada estruturalmente em muitos casos por in silico dobrar de posições 10-22 do loop usando um state-of-the-art<em> Ab initio</em> Algoritmo de dobradura. Aqui demonstramos a dobrar e avaliação da região da alça V3 da cepa R2 de HIV-1, uma cepa de neutralização excepcionalmente sensível com intrigantes propriedades funcionais.

Abstract

A diversidade antigênica do HIV-1 tem sido um obstáculo para a concepção de uma vacina, e esta variabilidade é especialmente pronunciado na alça V3 do vírus da glicoproteína do envelope superfície. Nós já propôs que a coroa da alça V3, embora variável dinâmica e seqüência, é limitada por toda a população de vírus HIV-1 a uma imunologicamente relevantes estrutura β-hairpin terciário. Importante, existem milhares de diferentes seqüências de coroa V3 loop em que circulam os vírus HIV-1, fazendo caracterização estrutural 3D de tendências através da diversidade de vírus difícil ou impossível por cristalografia ou RMN. Nossos estudos anteriores de sucesso com dobramento da coroa V3 1, 2 utilizado o algoritmo ab initio 3 acessíveis no pacote de software ICM-Pro molecular modelagem (Molsoft LLC, La Jolla, CA) e sugeriu que a coroa da alça V3, especificamente de posições 10 a 22, suficientemente benefícios da flexibilidade e comprimento de suas hastes de acompanhamento a comportar-se em grande medida, como se fosse um peptídeo unconstrained dobrar livremente em solução. Como tal dobrar initio, ab rápida de apenas parte deste do loop V3 de qualquer estirpe individuais dos 60.000 + circulantes do HIV-1 cepas podem ser informativo. Aqui, nós dobrado o loop V3 da linhagem R2 para obter insights sobre a base estrutural de suas propriedades únicas. R2 traz uma seqüência de loop rara V3 pensado para ser responsável pela extraordinária sensibilidade desta estirpe a neutralização pelo soro do paciente e anticorpos monoclonais 4, 5. A media tensão CD4-independentes infecção e aparece de obter os anticorpos neutralizantes. Demonstramos como avaliação dos resultados do dobrável pode ser informativo para associar estruturas observadas na dobradura com as atividades imunológicas observadas para R2.

Protocol

1. Metodologia A primeira etapa do protocolo é para selecionar a seqüência coroa V3 você deseja passar in silico. Para a cepa R2, a seqüência para este fragmento é KSIPMGPGRAFYT. A estrutura 3D atômicas do peptídeo correspondente a esta seqüência deve ser construída no espaço virtual do computador. O comando ICM para isso é: buildpep "KSIPMGPGRAFYT" ou Arquivo: Novo: Peptide podem ser seleccionados no âmbito do menu suspenso Vários parâmetros do pro…

Discussion

Ab initio dobrar revela terciário propriedades estruturais, cujos efeitos podem não ser evidentes de estudar aminoácidos individuais seqüencialmente. Vários anteriormente obscuro propriedades estruturais do V3 loop de coroa R2 são revelados pela simulação de dobradura. Estas preferências observadas estruturais pode se correlacionar com propriedades funcionais observado da linhagem R2, ou seja, sensibilidade à neutralização e hyperinfectivity 5.

Primeiro, uma t…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

O trabalho foi suportado por doações da Fundação Bill e Melinda Gates Foundation (# 38631) e do NIH, incluindo OD004631 DP2 e R01 AI084119.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
ICM-Pro   Molsoft LLC    

References

  1. Almond, D., Kimura, T., Kong, X., Zolla-Pazner, S. &. a. m. p. ;. a. m. p., 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 predominates over sequence variability in the crown of HIV type 1’s V3 loop. AIDS Res Hum Retroviruses. 26, (2010).
  3. Abagyan, R., Totrov, M. Biased probability Monte Carlo conformational searches and electrostatic calculations for peptides and proteins. J Mol Biol. 235, 983-1002 (1994).
  4. Quinnan, G. V., Zhang, P. F., Fu, D. W., Dong, M., Alter, H. J. Expression and characterization of HIV type 1 envelope protein associated with a broadly reactive neutralizing antibody response. AIDS Res Hum Retroviruses. 15, 561-5670 (1999).
  5. Zhang, P. F., Bouma, P., Park, E. J. A variable region 3 (V3) mutation determines a global neutralization phenotype and CD4-independent infectivity of a human immunodeficiency virus type 1 envelope associated with a broadly cross-reactive, primary virus-neutralizing antibody response. J Virol. 76, 644-655 (2002).

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Cite This Article
Almond, D., Cardozo, T. Assessment of Immunologically Relevant Dynamic Tertiary Structural Features of the HIV-1 V3 Loop Crown R2 Sequence by ab initio Folding. J. Vis. Exp. (43), e2118, doi:10.3791/2118 (2010).

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