Локальная структура петли V3 белка gp120 HIV-1. Сравнительный анализ конформаций фрагмента в вирусных штаммах HIV-MN и HIV-Thailand

Abstract

Определены элементы вторичной структуры и конформаций нерегулярных сегментов петли V3 белка gp120 HIV-MN, в состав которой входит иммунодоминантный эпитоп вируса, а также детерминанты, ответственные за процессы клеточного тропизма и слияния клеток. Расчеты, проведенные с использованием литературных данных спектроскопии ЯМР в водном растворе, показали, что N-концевой фрагмент петли V3 формирует «вытянутый» участок с 1-го по 14-й аминокислотный остаток (а. о.), разделенный двойным β-изгибом 15–20 а. о. с неупорядоченной С-концевой областью 21–35 а. о. Результаты сравнительного анализа рассчитанной конформаций и установленной ранее локальной структуры петли V3 белка gp120 HIV-Thailand свидетельству­ют о том, что различия между ними статистически значимы. Однако, несмотря на существен­ные структурные отличия, 14 а. о. фрагмента, семь из которых входят в его функционально активные сайты, сохраняют конформационные состояния в вирусных штаммах HIV-MN и HIV-Thailand. Структурно консервативные остатки можно рассматривать как потенциальные мишени для методов белковой инженерии, используемых в работах по созданию противовирусных препаратов.

Визначено елементи вторинної структури і конформації нере­гулярних сегментів петлі V3 білка gp120 HIV-MN, до складу якої входять імунодомінантний епітоп вірусу, а також де­термінанти, відповідальні за процеси клітинного тропізму ізлиття клітин Розрахунки, здійснені з використанням літе­ратурних даних щодо спектроскопії ЯМР у водному розчині, показали, що N-кінцевий фрагмент петлі V3 формує «витяг­нуту» ділянку з 1-го по 14-й амінокислотний залишок (а. з.), розділений подвійним β-згином 15–20 а. з. з неупорядкованою С-кінцевою областю 21–35 а. з. Результати порівняльного аналізу розрахованої конформації та встановленої раніше ло­кальної структури петлі V3 білка gp120 HIV-Thailand свід­чать про те, що розбіжності між ними статистично значущі Проте, незважаючи на суттєву різницю в структурі, 14 а з. фрагмента, сім з яких входять до його функцінально актив­них сайтів, зберігають конформаційні стани у вірусних шта­мах HIV-MN і HIV-Thailand. Структурно консервативні за­лишки можна розглядати як потенційні мішені для методів білкової інженерії, що застосовують у работах із створення противірусних препаратів.

Secondary structure elements and conformations of irregular stretches for the HIV-MN gp120 V3 loop, comprising the virus immunogenic crown as well as the sites liable for cell tropism and cell fusion, were defined using the theoretical method developed previously. Computations based on the published data of NMR spectroscopy in water point out that the V3 loop N-terminal segment exhibits the extended site 1–14 separated by a double (β-turn 15–20 from its unordered C-terminal region 21–35. Collating the conformation obtained with the one derived earlier for the Thailand HIV-1 gp120 V3 loop indicates that the differences in their local structures are statistically significant. Despite the essential structures divergence, fourteen amino acids of the stretch under consideration, seven of which reside in its functionally active sites, were shown to preserve their conformational states in the MN and Thailand HIV-1 isolates. The residues keeping their conformations can be considered as the potential targets for the protein engineering methods used in the studies on developing the antiviral agents.