Summary

Ingeniør antivirale midler via overfladeplasmonresonans

Published: June 14, 2022
doi:

Summary

Den nuværende protokol beskriver nye værktøjer til SPR-bindingsassays til undersøgelse af CV-N-binding til HA, S-glycoprotein, relaterede hybrid-type glycaner og oligosaccharider med høj mannose. SPR bruges til at bestemme KD til binding af enten dimerisk eller monomer CV-N til disse glycaner.

Abstract

Overfladeplasmonresonans (SPR) bruges til at måle hæmagglutinin (HA) binding til domænebyttet Cyanovirin-N (CV-N) dimer og til at overvåge interaktioner mellem mannosylerede peptider og CV-N’s bindingssted med høj affinitet. Virus kuvertspidser gp120, HA og Ebola glycoprotein (GP) 1,2 er blevet rapporteret at binde både bindingssteder med høj og lav affinitet på dimerisk CVN2. Dimannosyleret HA-peptid er også bundet på de to bindingssteder med lav affinitet til et konstrueret molekyle af CVN2, som bærer et sted med høj affinitet for den respektive ligand og muteret for at erstatte en stabiliserende disulfidbinding i kulhydratbindingslommen, hvilket bekræfter multivalent binding. HA-binding er vist til et bindingssted med høj affinitet af pseudo-antistof CVN2 ved en dissociationskonstant (KD) på 275 nM, der yderligere neutraliserer human immundefektvirus type 1 (HIV-1) gennem oligomerisering. Korrelation af antallet af disulfidbroer i domænebyttet CVN2, som reduceres fra 4 til 2 ved at erstatte cystiner i polære restpar af glutaminsyre og arginin, resulterer i reduceret bindingsaffinitet til HA. Blandt de stærkeste interaktioner er Ebola GP1,2 bundet af CVN2 med to bindingssteder med høj affinitet i det nedre nanomolære område ved hjælp af konvolutglycan uden et transmembrandomæne. I denne undersøgelse måles bindingen af det multispecifikke monomere CV-N til alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike (S) glycoprotein ved K D = 18,6 μM sammenlignet med nanomolær KD til de andre virusspidser og via dets receptorbindende domæne i det midterste μ-molære område.

Introduction

Tetherin-associeret antiviral aktivitet induceres af interferon-α, og det omfatter proteinbaserede tethers, der fører til tilbageholdelse af fuldt dannede virioner på inficerede celleoverflader1. Nødvendigheden af tetheringlycosylering ved hæmning af virusfrigivelse er fortsat usikker, hvilket indebærer betydningen af glykosyleringsmønstre på rekombinant udtrykte glycaner til in vitro-undersøgelser 1,2, hvilket afhænger af konformationen af (i tilfælde af influenzavirus) overfladeudtrykt influenzahæmagglutinin HA 3,4 . Det er blevet bemærket, at modifikation af oligosaccharid bundet til N-bundet glykosylering er tilstrækkelig til tetherinmedieret begrænsning af HIV type-1-frigivelse2, mens dimerisering spiller en væsentlig rolle i forebyggelsen af virusfrigivelse og derved involverer transmembrandomænet eller glycosyl-phosphatidyl-inositol (GPI) -anker til tøjring af de spirende virioner5 . Unikke funktioner er beskrevet for human og murine tetherin til at blokere flere indhyllede vira, retrovirus og filovirus. BST-2/tetherin er et interferoninducerbart antiviralt protein af den medfødte immunitet1,6, der virker med bredspektret antiviral aktivitet og modarbejdes af kuvertglycoproteiner5 for enten at translokere tetherin eller forstyrre strukturen af tetherin6. For eksempel er overfladeudtrykt kuvertglycoprotein HA og neuraminidase på influenza A-virus velkendte for tetherinantagonisme på en stammespecifik måde7, hvilket letter genkendelsen af værtsreceptorbindingssteder8. Glykanmålretningsantistoffer undersøges i støkiometrien af deres interaktioner med de hurtigt tilpassede glycanskærme på HA, hvilket resulterer i bindingsaffinitet til influenza A H3N2 og H1N1 undertype4.

For at belyse bindingsmekanismerne mellem antivirale midler og viruskuvertspidser, dvs. kulhydratligander og komplementære immunologiske og spektroskopiske metoder, syntetiseres mono-, di- og tri-mannose-dele kemisk. De mannosylerede peptider dannes via azidoglycosylering af glycosyl {beta}-peracetater til 1,2-transglycosylazider transformation9, der efterligner de typisk fundne N-acetylglucosamin og høj-mannose oligosaccharider på overfladen af livstruende vira. Triazolbioisosterer anvendes til at efterligne bindinger, der danner den mannosylerede rest af HA-peptid10 og lette stedspecifikke interaktioner med antivirale CV-N-derivater omkring det andet N-bundne glykosyleringssted på HA-hoveddomænet (HA-top med 4 N-bundne glycaner N54, N97, N181, N301)8,11,12 . Interaktioner mellem glutaminsyre (Glu) og arginin (Arg) og den resulterende helixdipol manifesterede god stabilitet af både modelpeptider og proteiner, men visualiseres ved hjælp af SPR. Hvis sammenlignet med at genkende et enkelt kemisk syntetiseret glykosyleringssted på HA10 ved direkte at hæmme receptorbinding på glycandelene, viser det sig, at en højere affinitet af en fire-site muteret Fc-struktur til dens receptor fremkalder effektorfunktioner in vivo, hvilket afslører, at den ikke-relaterede sammensætning af N-bundne glycaner bundet til Fc-mutant er mekanisk bestemt13.

CV-N viser antiviral aktivitet mod HIV 14,15, influenza16 og Ebola-virus, som medieres af nanomolær binding til oligosaccharidmodifikationer med høj mannose på kuvert spike-proteiner12,17,18,19. Influenza HA-binding til et kulhydratbindingssted med høj affinitet (H) i CV-N eller to Hs i kovalent bundet dimerisk CVN2 bestemmes til at have ligevægtsdissociationskonstanter (K D) = henholdsvis 5,7 nM (figur 1A) og KD = 2,7 nM. Både CV-N og CVN2 har en anden en eller to kulhydratbindingssteder med lav affinitet (L) s 12,17,20,21. Ebola GP1,2 binder til 2H CVN2 med affiniteter i det nedre nanomolære område (KD = 26 nM). CV-N WT binding til Ebola GP1,2 og HA udviser affiniteter fra K D = 34 nM til KD = 5,7 nM (A / New York / 55/04)12. Lektiner, såsom CV-N, som specifikt er målrettet mod glycaner med høj mannose på de virale konvolutter, hæmmer yderligere replikation af hepatitis C-virus, SARS-CoV, herpesvirus, Marburg-virus og mæslingevirus22.

Det lille CV-N-molekyle er blevet undersøgt grundigt i mere end 20 år, da det funktionaliserer for at binde en bred vifte af vira for at hæmme viral indgang16,18. Strukturelle analyser og bindende affinitetsassays indikerer tværbinding af to L’er i en domænebyttet CVN2-dimer ved bivalent binding i det mikromolære område for at øge aviditeten til virale kuvertglycoproteiner10,19. Selektiv binding af Manα1-2Manα på Man(8) D1D3-arme og Man(9) omfatter to bindingssteder med forskellige affiniteter placeret på modsatte proteinprotomerer20 og derved når nanomolære bindingsaffiniteter (figur 1B). CVN2 betragtes således som et pseudoantistof vedrørende dets anvendelse til at binde epitoper på HIV gp120, svarende til virusneutraliserende antistoffer17. Heri er forfatteren interesseret i at undersøge den potentielle binding af CVN2 til SARS-CoV-2-spidsen via dets receptorbindende domæne (RBD). Bindingskurver af immobiliseret humant angiotensinkonverterende enzym (ACE)-2 med SARS-CoV-2 RBD resulterer i KD = 4,7 nM for denne biologisk relevante bindingsinteraktion23.

I modsætning hertil genkender udvalgte immunglobulinklasser specifikke og konsistente strukturelle proteinmønstre, som giver et substrat til affinitetsmodning i de membranforankrede HA-regioner24. CV-N viser meget potent aktivitet i næsten alle influenza A- og B-vira16, og det er et bredt neutraliserende antiviralt middel. Vores viden er ufuldstændig om placeringen af målrettede epitoper på stammen af HA1 og HA2, der muligvis involverer epitopstrukturer til glycan-målretning ved stærkt neutraliserende antistoffer og sammenlignet med lektinbinding25.

Figure 1
Figur 1: Skematisk repræsentation af SPR-bindingsassay for CV-N til viruskuvertspidser. (A) SPR-analyse for CV-N-binding til ligand: HA-protein i fuld længde (90 kDa). Kinetisk datasæt (5120, 2560, 1280, 640, 320, 160, 80, 40, 20, 10, 5, 2.5, 0 nM), der viser dobbeltrefereret binding i realtid til influenza HA A/New York/55/04 (H3N2). (B) CVN2L0 variant V2 binding til immobiliseret ligand DM inden for et koncentrationsområde på 500 nM til 16 μM. Sekvens: L-rester er fremhævet med gult. H-rester er fremhævet med gråt. E58 og R73 er en erstatning for cysteiner i vildtypeproteinet og gør V2 til en stabil proteinfold med tre i stedet for fire disulfidbindinger Klik her for at se en større version af denne figur.

Mens glycanskjoldet på den membrandistale HA-topdel inducerer binding med høj affinitet til CV-N 12, er CVN2-binding til HA ved siden af en disulfidbro af HA-topdelen yderligere blevet observeret på dens steder med lav affinitet10,12. Forskellige polære interaktioner og interaktionssteder identificeres i kulhydratbinding af CV-N. Disse interaktioner verificeres ved at generere knock-out-varianter i bindingsstedet for at korrelere bindingsaffiniteter til in silico forudsagt glykosylering12. Projektet sigter således mod at sammenligne tidligere testede kemisk mannosylerede HA-peptider i bindingsaffinitet og specificitet med korte peptidsekvenser fra SARS-relaterede 2019-nCoV-pigge og SARS-CoV-2, naturligt forekommende modificeret af et lille antal forskellige N-bundne glykosyleringssteder og O-bundet glykosylering. Ved hjælp af kryo-elektronmikroskopi og bindende assays rapporterer Pinto og kolleger et monoklonalt antistof, S309, der potentielt genkender en epitop på SARS-CoV-2 spike-protein indeholdende en konserveret glycan i Sarbecovirus-undergenus uden at konkurrere med receptorbinding26. Protokollen for denne undersøgelse beskriver, hvordan design, udtryk og karakterisering af CV-N-varianter er vigtige for at studere, hvordan CV-N og CVN2 binder til glykosylerede proteiner og syntetiske mannosylerede peptider ved hjælp af SPR-teknologien10,12.

Tandembundet dimer CVN2L027 og bindingsstedsvarianter (V2-V5) udtrykkes rekombinant, og varianter er med disulfidbindingserstatninger (C58E og C73R) (figur 2A). Der fremstilles også en mutant med en enkeltpunktsmutation E41A, fordi denne position er blevet set som en intermolekylær krydskontaktrest. Denne mutant er et andet interessant molekyle til SPR-bindingsmålinger mellem lektin- og højmannoseoligosaccharider, der dechifrerer bindingsdomæner og tillader sammenligning med den dimere form. Den domænebyttede krystalstruktur af CVN2 viser en fleksibel linker, der strækker sig mellem 49 og 54 rester. De to domæner kan fortsætte med at bevæge sig rundt om hængslet som stive legemer og udvikle enten en monomer gennem intramolekylære domæneinteraktioner (domæne A -rester 1-39; 90-101- med domæne B -rester 40-89) eller en dimer ved intermolekylær domænebytte [domæne A (af den første monomer) med domæne B (af den anden) og domæne B (af den første monomer) med domæne A (af den anden kopi)]. Der er ingen tætte interaktioner mellem de to protomerers A- og B-domæner, bortset fra Glu4128. Genet for CV-N kan udvikles ved hjælp af en gentagen PCR-metode med 40-mer syntetiserede oligoer29 og subklones derefter i NdeI- og BamHI-stederne i pET11a til transformation (elektroporation) til elektrokompetente celler som beskrevet af Keeffe, J.R.27. Proteinet, der bruges til at opnå den respektive krystalstruktur (PDB ID 3S3Y), inkluderer et N-terminal 6-histidinrensningsmærke efterfulgt af et Faktor Xa protease-spaltningssted. Site-rettet mutagenese bruges til at lave punktmutationer, skifte kodoner og indsætte eller slette enkelte eller flere baser eller kodoner til aminosyreudveksling. Disse transformationer giver uvurderlig indsigt i proteinfunktion og struktur. Rekombinant udtrykt og oprenset CV-N, CVN2 og CVN3 er blevet biofysisk godt undersøgt20,21,27, er billige at producere og bruges derfor til at karakterisere bindende assays til glycaner immobiliseret på SPR-sensorchips. Konventionel enzymbundet immunosorbentassay (ELISA) giver mindre reproducerbarhed vedrørende immobiliseringsteknikken for glycanligander og omdanner realtidsbinding af forskellige bindingsstedsvarianter, som er vist for SPR, til endepunktsassays.

Binding-affinitetsvariant CVN2L0-V2 (en intakt fold af homodimerisk CV-N med en disulfidbrosubstitution10) udtrykkes med et His-tag i Escherichia coli (E. coli), renset over Ni-NTA-søjle under anvendelse af affinitetskromatografi og testet for binding til HA (H3N2), monomannosyleret HA-peptid og dimannosyleret HA-peptid ved anvendelse af SPR. Kemisk mannosylerede peptider eller HA- og S-protein er alle ligander og amin koblet til den hydrofile chipoverflade via reaktive estere eller biotin-streptavidin protein engineering. Den samme procedure for sekventielle kørsler anvendes på disse ligander, idet forskellige fortyndinger af CV-N og varianter af CV-N (og CVN2) injiceres for at opnå kinetisk information til molekylære interaktionsanalyser som beskrevet nedenfor30. RBD-immobiliseret SPR-sensorchip bruges til bindingsundersøgelser af CV-N til S-peptider, og affiniteter sammenlignes med SARS-CoV-2-binding med den humane ACE2.

Protocol

Til denne undersøgelse er et CVN-lille ubiquitinlignende modifikator (SUMO) fusionsprotein blevet anvendt i enzymbundne immunosorbentassays i stedet for CV-N og er egnet til cellebaserede assays. Rekombinant influenza A-virus HA H3-protein i fuld længde opnås kommercielt (se Materialetabel) eller udtrykkes i pattedyrs HEK293-cellelinjer og baculovirusinficerede insektceller i henhold til standardprotokoller12. Wuhan-1 spike-protein udtrykkes i pattedyrs HEK293-celler. Syntesen …

Representative Results

Et dimerisk domænebyttet CVN2L0-molekyle testes for binding til HA-topregionen i tre separate SPR-eksperimenter, og bindingsaffinitet præsenteres i KD-værdier. Domæne B antages at omfatte H-bindingssteder, som påvirkes ved at erstatte en disulfidbinding i ionrester, og domæne A danner L10,18. Enkeltinjektioner af CVN2L0 og varianterne V2 (tre disulfidbroer) og V5 (to disulfidbroer) testes først for binding til den HA-koblede sensorchip for at es…

Discussion

CV-N’s bindingsaffinitet er korreleret med antallet af funktionelle bindingssteder [2H på domæner B og 2L på domæne(r) A, når de konstrueres som domænebyttet dimer]. En variant med en ændret bindingsaffinitet (CVN2L0-V2, en homodimerisk stabil fold af CV-N bestående af en disulfidbro-knock-out) udtrykkes i E. coli, renses og testes positivt for binding til HA-protein (H3N2) ved anvendelse af SPR10 og viser en konformationsændring ved binding af HA med enten H eller L kulhydratbin…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatteren anerkender Dr. Christian Derntl fra Institut for Bioteknologi og Mikrobiologi ved TU Wien og Institut for Medicin III, Division of Nephrology and Dialysis ved Medical University of Vienna, især Dr. Markus Wahrmann for teknisk og videnskabelig støtte. Proteinekspression i pattedyrceller blev støttet af Institut for Bioteknologi ved University of Natural Resources and Life Sciences (BOKU) Wien. Forfatteren ønsker at udtrykke sin dybe anerkendelse til Dr. Nico Dankbar fra XanTec bioanalytics i Düsseldorf, Tyskland, for nyttige videnskabelige diskussioner om udførelse af SPR-bindende assays.

Materials

Äkta primeplus Cytiva
Amicon tubes Merck C7715
Ampillicin Sigma-Aldrich A5354
Beckmann Coulter Cooler Allegra X-30R centrifuge Beckman Coulter B06320
Cell spreader Sigma-Aldrich HS86655 silver stainless steel, bar L 33 mm
Custom DNA Oligos Sigma-Aldrich OLIGO
Custom Gensynthesis GenScript #1390661  cloning vector: pET27b(+) 
Cytiva HBS-EP+ Buffer 10, 4x50mL Thermo Scientific 50-105-5354
Dionex UlitMate 3000 Thermo Scientific IQLAAAGABHFAPBMBFB
Dpn I restriction enzyme (10 U/μL)  Fisher Scientific ER1701
DTT Merck DTT-RO
EDC Merck 39391
EDTA Merck E9884
Eppendorf Safe-Lock Tubes Eppendorf 30120086
Eppendorf Safe-Lock Tubes Eppendorf 30120094
Eppendorf Minispin and MiniSpin Plus personal microcentrifuge Sigma-Aldrich Z606235
Ethanol Merck 51976
Ethanolamine HCl Merck E6133
Falcon 50mL Conical Centrifuge Tubes Fisher Scientific 14-432-22
Falcon 14 mL Round Bottom Polystyrene Test Tube, with Snap Cap, Sterile, 25/Pack Corning 352057
Glucose Merck G8270
Glycine HCl Merck 55097
HA H3 protein Abcam ab69751
HEPES Merck H3375
His-select Ni2+ Merck H0537
Imidazole Merck I2399
IPTG Merck I6758
Kanamycin A Sigma-Aldrich K1377
Kromasil 300-5-C4 Nouryon
LB agar Merck 52062
LB agar Merck 19344
LB Lennox Merck L3022
Lysozyme Merck 10837059001
Magnesium chloride Merck M8266
Magnesium sulfate Merck M7506
NaH2P04 Merck S0751
NanoDrop UV-Vis2000c spectrophotometer Thermo Scientific ND2000CLAPTOP
NaOH Merck S5881
NHS Merck 130672
NZ amine (casein hydrolysate) Merck C0626
PBS Merck 806552
PD MidiTrap G-10 Sigma-Aldrich GE28-9180-11
Peptone Merck 70171
pET11a Merck Millipore (Novagen) 69436 
PMSF Merck PMSF-RO
QIAprep Spin Miniprep Kit (1000) Qiagen 27106X4
Reichert Software Package Autolink1-1-9 Reichert
Reichert SPR SR7500DC Dual Channel System Reichert
Scrubber2-2012-09-04 for data analysis Reichert
SDS Merck 11667289001
Site-directed mutagenesis kit incl pUC18 control plasmid Stratagene #200518
Sodim chloride Merck S9888
Sodium acetate.Trihydrate Merck 236500
SPR sensor chip C19RBDHC30M XanTec bioanalytics SCR C19RBDHC30M
SPR sensor chip CMD500D XanTec bioanalytics SCR CMD500D
Sterilin Standard 90mm Petri Dishes Thermo Scientific 101R20
TBS Merck T5912 10x, solution
Triton-X100 Merck T8787
Tryptone Merck 93657
Tween20 Merck P1379
Vortex-Genie 2 Mixer Merck Z258423
X-gal Merck XGAL-RO
XL1-Blue Supercompetent Cells Stratagene #200236
Yeast extract Merck Y1625

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 is required for restriction of HIV-1 release. Viruses. 10 (1), 26 (2018).
  3. Wilson, I. A., et al. Structure of the haemagglutinin membrane glycoprotein of influenza virus at 3 A resolution. Nature. 289 (5796), 366-373 (1981).
  4. Otterstrom, J. J., et al. Relating influenza virus membrane fusion kinetics to stoichiometry of neutralizing antibodies at the single-particle level. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (48), 5143-5148 (2014).
  5. Kaletsky, R. L., Francica, J. R., Agrawal-Gamse, C., Bates, P. Tetherin-mediated restriction of filovirus budding is antagonized by the Ebola glycoprotein. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (8), 2886-2891 (2009).
  6. Tokarev, A., Skasko, M., Fitzpatrick, K., Guatelli, J. Antiviral activity of the interferon-induced cellular protein BST-2/tetherin. AIDS Research and Human Retroviruses. 25 (12), 1197-1210 (2009).
  7. Gnirss, K., et al. Tetherin sensitivity of influenza A viruses is strain specific: Role of hemagglutinin and neuraminidase. Journal of Virology. 89 (18), 9178-9188 (2015).
  8. Fleury, D., et al. A complex of influenza hemagglutinin with a neutralizing antibody that binds outside the virus receptor binding site. Nature Structural Biology. 6 (6), 530-534 (1999).
  9. Salunke, S. B., et al. Iron(III) chloride as an efficient catalyst for stereoselective synthesis of glycosyl azides and a cocatalyst with Cu(0) for the subsequent click chemistry. Chemical Communication. (Camb). 47 (37), 10440-10442 (2011).
  10. Schilling, P. E., et al. Mannosylated hemagglutinin peptides bind cyanovirin-N independent of disulfide-bonds in complementary binding sites. RSC Advances. 10 (19), 11079-11087 (2020).
  11. Fleury, D., Wharton, S. A., Skehel, J. J., Knossow, M., Bizebard, T. Antigen distortion allows influenza virus to escape neutralization. Nature Structural Biology. 5 (2), 119-123 (1998).
  12. Maier, I., Schiestl, R. H., Kontaxis, G. Cyanovirin-N binds viral envelope proteins at the low-affinity carbohydrate binding site without direct virus neutralization ability. Molecules. 26 (12), 3621 (2021).
  13. Ahmed, A. J., Keremane, S. R., Vielmetter, J., Bjorkman, P. J. Structural characterization of GASDALIE Fc bound to the activating Fc receptor FcγRIIIa. Journal of Structural Biology. 194 (1), 78-89 (2016).
  14. Boyd, R. Discovery of cyanovirin-N, a novel human immunodeficiency virus-inactivating protein that binds viral surface envelope glycoprotein gp120: potential applications to microbicide development. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 41 (7), 1521-1530 (1997).
  15. Bolmstedt, A. J., O’Keefe, B. R., Shenoy, S. R., McMahon, J. B., Boyd, M. R. Cyanovirin-N defines a new class of antiviral agent targeting N-linked, high-mannose glycans in an oligosaccharide-specific manner. Molecular Pharmacology. 59 (5), 949-954 (2001).
  16. O’Keefe, B. R., et al. Potent anti-influenza activity of cyanovirin-N and interactions with viral hemagglutinin. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 47 (8), 2518-2525 (2003).
  17. Shenoy, S. R., et al. Multisite and multivalent binding between cyanovirin-N and branched oligomannosides: calorimetric and NMR characterization. Chemical Biology. 9 (10), 1109-1118 (2002).
  18. Bewley, C. A., Kiyonaka, S., Hamachi, I. Site-specific discrimination by cyanovirin-N for alpha-linked trisaccharides comprising the three arms of Man(8) and Man(9). Journal of Molecular Biology. 322 (4), 881-889 (2002).
  19. Barrientos, L. G., Matei, E., Lasala, F., Delgado, R., Gronenborn, A. M. Dissecting carbohydrate-Cyanovirin-N binding by structure-guided mutagenesis: functional implications for viral entry inhibition. Protein Engineering Design & Selection. 19 (12), 525-535 (2006).
  20. Bewley, C. A., Otero-Quintero, S. The potent anti-HIV protein cyanovirin-N contains two novel carbohydrate binding sites that selectively bind to Man(8) D1D3 and Man(9) with nanomolar affinity: implications for binding to the HIV envelope protein gp120. Journal of the American Chemical Society. 123 (17), 3892-3902 (2001).
  21. Bewley, C. A. Solution structure of a cyanovirin-N:Man alpha 1-2Man alpha complex: structural basis for high-affinity carbohydrate-mediated binding to gp120. Structure. 9 (10), 931-940 (2001).
  22. Jensen, S. M. R., et al. Differential inhibitory effects of Cyanovirin-N, Griffithsin, and Scytovirin on entry mediated by envelopes of gammaretroviruses and deltaretroviruses. Journal of Virology. 88 (4), 2327-2332 (2014).
  23. Lan, J., et al. Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor. Nature. 581 (7807), 215-220 (2020).
  24. Lingwood, D., et al. Structural and genetic basis for development of broadly neutralizing influenza antibodies. Nature. 489 (7417), 566-570 (2012).
  25. Ekiert, D. C., et al. Antibody recognition of a highly conserved influenza virus epitope. Science. 324 (5924), 246-251 (2009).
  26. Pinto, D., et al. Cross-neutralization of SARS-CoV-2 by a human monoclonal SARS-CoV antibody. Nature. 583 (7815), 290-295 (2020).
  27. Keeffe, J. R., et al. Designed oligomers of cyanovirin-N show enhanced HIV neutralization. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (34), 14079-14084 (2011).
  28. Yang, F., et al. Crystal structure of cyanovirin-N, a potent HIV-inactivating protein, shows unexpected domain swapping. Journal of Molecular Biology. 288 (3), 403-412 (1999).
  29. Stemmer, W. P., Crameri, A., Ha, K. D., Brennan, T. M., Heyneker, H. L. Single-step assembly of a gene and entire plasmid from large numbers of oligodeoxyribonucleotides. Gene. 164 (1), 49-53 (1995).
  30. Fischer, M. J. E., Mol, N., Fischer, M. Amine coupling through EDC/NHS: A practical approach. Surface Plasmon Resonance. Methods in Molecular Biology (Methods and Protocols). 627, (2010).
  31. Novoradovsky, A., et al. Computational principles of primer design for site directed mutagenesis. Technical Proceedings of 2005 NSTI Nanotechnology Conference and Trade Show. , 532-535 (2005).
  32. . QuikChange Site-Directed MutagenesisKit, User Manual Available from: https://users.drew.edu/jliu3/Docs/Stratagene%20Quikchange%20mutagenesis.pdf#:~:text=The%20QuikChange%20sitedirected%20mutagenesis%20kit%20is%20used%20to (2005)
  33. Laemmli, U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head bacteriophage T4. Nature. 227 (5259), 680-685 (1970).
  34. . Expasy.org Available from: https://web.expasy.org/cgi-bin/protparam/protparam (2022)
  35. Karlsson, R. Real-time competitive kinetic analysis of interactions between low-molecular-weight ligands in solution and surface-immobilized receptors. Analytical Biochemistry. 221 (1), 142-151 (1994).
  36. Schuck, P., Zhao, H. The role of mass transport limitation and surface heterogeneity in the biophysical characterization of macromolecular binding processes by SPR biosensing. Methods Molecular Biology. 627, 15-54 (2020).
  37. Barnes, O., et al. SARS-CoV-2 neutralizing antibody structures inform therapeutic strategies. Nature. 588 (7839), 682-687 (2020).
  38. . Using reichert Surface Plasmon Resonance (SPR) for Antiviral Development, Application Note 28 Available from: https://www.reichertspr.com/clientuploads/directory/application_notes/Application_Note_28__Using_Reichert_Surface_Plasmon_Resonance_for_Antiviral_Testing.pdf (2022)
  39. Sundberg, E. J., Andersen, P. S., Gorshkova, I. I., Schuck, P., Schuck, P. Surface plasmon resonance biosensing in the study of ternary systems of interacting proteins. Protein Interactions: Biophysical Approaches for the Study of Complex Reversible Systems. 5, 97-141 (2007).
  40. . Method Development Notes Available from: https://www.reichertspr.com/applications/method-development-notes/ (2022)
  41. Angulo, J., Enríquez-Navas, P. M., Nieto, P. M. Ligand-receptor binding affinities from saturation transfer difference (STD)-NMR spectroscopy: the binding Isotherm of STD initial growth rates. Química. 16 (26), 7803-7812 (2010).
  42. Goldflam, M., Tarragó, T., Gairí, M., Giralt, E. NMR studies of protein-ligand interactions. Methods in Molecular Biology. 831, 233-259 (2012).
  43. Kumar, S., Maurya, V. K., Prasad, A. K., Bhatt, M. L. B., Saxena, S. K. Structural, glycosylation and antigenic variation between 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) and SARS coronavirus (SARS-CoV). Virusdisease. 31 (1), 13-21 (2020).
check_url/pt/63541?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Maier, I. Engineering Antiviral Agents via Surface Plasmon Resonance. J. Vis. Exp. (184), e63541, doi:10.3791/63541 (2022).

View Video