Summary

Evaluación de la inmunológicamente relevantes características dinámicas estructurales Terciario de la pandemia del VIH-1 secuencia de bucle V3 R2 Corona Ab initio Plegable

Published: September 15, 2010
doi:

Summary

La región de la corona de las diferentes secuencias V3 bucle de la glicoproteína de superficie (gp120) del VIH-1 puede ser caracterizado estructuralmente en muchos casos en el plegamiento in silico de las posiciones 10 a 22 del ciclo con un estado de la técnica<em> Ab initio</em> Plegables algoritmo. Aquí se demuestra el plegado y la evaluación de esta región del bucle V3 de la cepa R2 del VIH-1, una cepa de neutralización únicamente sensible con desconcertantes propiedades funcionales.

Abstract

La diversidad antigénica del VIH-1 ha sido durante mucho tiempo un obstáculo para el diseño de vacunas, y esta variabilidad es especialmente pronunciada en el bucle V3 de la glicoproteína del virus sobre la superficie. Nos habíamos propuesto que la corona de la V3, aunque variable dinámica y la secuencia, se ve limitada en toda la población del virus VIH-1 a un inmunológicamente relevantes β-horquilla estructura terciaria. Es importante destacar que existen miles de diferentes secuencias V3 corona bucle en la circulación de virus VIH-1, por lo que la caracterización estructural en 3D de las tendencias a través de la diversidad de los virus de difícil o imposible por la cristalografía o RMN. Nuestros estudios anteriores con éxito con el plegado de la corona V3 1, 2 utiliza el algoritmo ab initio 3 accesibles en el ICM-Pro paquete de software de modelado molecular (Molsoft LLC, La Jolla, CA) y sugirió que la corona de la V3, específicamente de las posiciones 10 a 22, los beneficios de la flexibilidad suficiente y la longitud de los tallos que flanquean a comportarse en gran medida, como si se tratara de un péptido sin restricciones libremente plegable en la solución. Como plegables, y rápido ab initio de sólo esta porción del lazo V3 de cualquier cepa individual de los 60.000 que circulan cepas VIH-1 pueden ser informativas. En este sentido, dobló el bucle V3 de la cepa de R2 para conocer mejor las bases estructurales de sus propiedades únicas. R2 tiene una secuencia de bucle V3 raro que se cree responsable de la exquisita sensibilidad de esta cepa a la neutralización por el suero de los pacientes y los anticuerpos monoclonales 4, 5. La media tensión CD4 independiente de la infección y parece inducir anticuerpos ampliamente neutralizantes. Se demuestra cómo la evaluación de los resultados de las plegables pueden ser informativas para la asociación de las estructuras observadas en el plegamiento de las actividades inmunológicas observadas para R2.

Protocol

1. Metodología El primer paso del protocolo es para seleccionar la secuencia de la corona V3 deseas retirarte in silico. Para la cepa R2, la secuencia de este fragmento es KSIPMGPGRAFYT. La estructura atómica en 3D del péptido correspondiente a esta secuencia debe ser construido en el espacio virtual de la computadora. El comando de ICM para esto es: buildpep "KSIPMGPGRAFYT" o Archivo: Nuevo: péptidos se pueden seleccionar en el menú desplegable Varios parámet…

Discussion

Plegables ab initio revela terciario propiedades estructurales, cuyos efectos pueden no ser evidentes a partir del estudio de aminoácidos individuales de forma secuencial. Varias propiedades estructurales anteriormente oscuro de la V3 R2 bucle corona son reveladas por la simulación de plegado. Estas preferencias estructurales observadas se pueden correlacionar con observaron las propiedades funcionales de la cepa de R2, es decir, la sensibilidad a la neutralización y hyperinfectivity 5.

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Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

El trabajo fue apoyado por becas de la Fundación Bill y Melinda Gates Foundation (# 38 631) y los NIH, incluyendo DP2 OD004631 y AI084119 R01.

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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