Afsløring af en nøglemekanisme i samlingen af ​​Avian Sarcoma Virus, en 100-årig onkogen virus, der ofte bruges til at studere HIV-1

Et vigtigt skridt i retroviral vækst inde i en celle, som beskrevet af Jamil Saad, Ph.d., og kolleger, er portrætteret på forsiden af ​​The Journal of Biological Chemistry . Det er et visuelt billede, i molekylær detalje, af deres journalartikel inde, der ser på aviær sarkomvirus, eller ASV.

University of Alabama i Birmingham brugte forskere nuklear magnetisk resonans, eller NMR, at detaljer hvordan matrixdomænet for ASV Gag -proteinet binder sig til visse phospholipider. Disse phospholipider er afgørende for Gag -proteinbinding til plasmamembranen i en celle, som virussen replikerer og tager sit første skridt mod virusdannelse og spirende.

ASV, et retrovirus, der forårsager kræft hos kyllinger, er det første oncovirus, der er blevet beskrevet, mere end et århundrede siden. Det tilhører retroviridae -familien og er tæt forbundet med hiv, den virus, der forårsager AIDS. ASV bruges i vid udstrækning som en model til undersøgelse af mekanismer for HIV -infektion og replikation. Ved at studere ligheder og forskelle i replikation af de to vira, forskere lærer grundlæggende viden, der kan informere om bestræbelser på at stoppe replikation og spredning af hiv. På trods af store ligheder i deres Gag -proteiner, der starter virussamling, retrovira har forskellige mekanismer til samling, der er ufuldstændigt forstået.

Værket ledet af Saad, lektor i mikrobiologi ved UAB, og et ledsagende papir, ledet af Carol Carter, Ph.d., professor i molekylær genetik og mikrobiologi ved Stony Brook University, undersøgt, hvordan ASV Gag -proteinet er målrettet mod plasmamembranen i værtscellen for at starte virussamling. Deres fund belyser plasmamembranbindingen af ​​matrixdomænet i Gag, hele vejen fra at bestemme den præcise molekylære form af proteindomænet til at studere dets vitale aktivitet i levende celler for at starte viral spirende.

På UAB, Saad og kolleger belyste de molekylære determinanter for ASV -matrixinteraktion med lipider og membraner, og de gav en model for, hvordan matrixen binder sig til en cellemembran.

Vigtige fund omfattede:

• Opnåelse af en signifikant forbedret strukturel model af matrixdomænet og identifikation af et membranbindingssted, der ikke var indlysende i tidligere bestemte strukturer.
• Giver overbevisende beviser for, at en klynge af fire lysinaminosyrer i matrixdomænet skaber en grundlæggende overflade, som fungerer som et enkelt bindingssted, der direkte interagerer med sure membranlipider kaldet phosphoinositider.
• Påviser, at Gag-membran interaktion styres af ladning-ladning interaktioner.

De viser også, at selvom HIV -matrixdomænet bruger mere strukturelle værktøjer til at binde til membranen, både ASV- og HIV -matrixproteiner deler næsten identiske interagerende motiver, der driver forsamlingen.

Som en del af UAB -eksperimenterne forskerne fandt ud af, at udskiftning af lysinrester i matrixens bindingssted med en anden aminosyre i høj grad reducerede binding til lipider og membraner.

I ledsagepapiret, Carter og kolleger ved Stony Brook University brugte disse mutationer i matrixdomænet for ASV Gag -proteinet til at vise, at afbrydelse af phosophoinositid -bindingsstedet på matrixdomænet hæmmede Gag -lokalisering i cellens periferi i to forskellige cellelinjer og stærkt reduceret viral partikelproduktion , sammenlignet med umuteret ASV.

"Disse undersøgelser løste et mangeårigt mysterium om, hvordan en virus, der blev opdaget for et århundrede siden, udnytter plasmamembranen i værtscellen til at replikere, "Saad sagde." Hvad der er endnu mere bemærkelsesværdigt er, hvordan ASV og HIV-1 deler meget lignende strukturelle træk, der driver membranmålretning og samling. "