Suche
Mein Konto
Pērtiķu baku vīrusa H1 duālās fosfatāzes kā pan-bakas vīrusa mērķa strukturālā analīze
Nesenā pētījumā, kas publicēts bioRxiv* priekšdrukas serverī: Pētnieki noteica, ka pērtiķu baku vīrusa (MPXV) dubultspecifiskā H1 fosfatāzes (DSP) kristāliskā struktūra ar 1,8 Å izšķirtspēju ir būtiska vīrusa replikācijai, padarot to par pievilcīgu pretvīrusu mērķi. Uzziniet: Pērtiķu baku H1 fosfatāzes kristāliskā struktūra, kas ir pretvīrusu zāļu mērķis. Fotoattēlu kredīts: The Fox Workshop/Shutterstock Šis ziņu raksts bija pārskats par sākotnējo zinātnisko ziņojumu, kas publicēšanas laikā nebija salīdzinoši pārskatīts. Kopš sākotnējās publicēšanas zinātniskais ziņojums tagad ir recenzēts un pieņemts publicēšanai akadēmiskajā žurnālā. Saites uz provizorisko un...
Pērtiķu baku vīrusa H1 duālās fosfatāzes kā pan-bakas vīrusa mērķa strukturālā analīze
Nesenā pētījumā, kas publicēts bioRxiv * Priekšdrukas serveris: pētnieki konstatēja, ka pērtiķu baku vīrusa (MPXV) dubultspecifiskā H1 fosfatāzes (DSP) kristāliskā struktūra ar 1,8 Å izšķirtspēju ir būtiska vīrusa replikācijai, padarot to par pievilcīgu pretvīrusu mērķi.
Lernen: Kristallstruktur der Affenpocken-H1-Phosphatase, einem antiviralen Wirkstoffziel. Bildnachweis: Die Fuchswerkstatt/Shutterstock
Šis ziņu raksts bija pārskats par sākotnējo zinātnisko ziņojumu, kas publicēšanas laikā nebija recenzēts. Kopš sākotnējās publicēšanas zinātniskais ziņojums tagad ir recenzēts un pieņemts publicēšanai akadēmiskajā žurnālā. Saites uz provizoriskajiem un salīdzinošajiem pārskatiem ir atrodamas sadaļā Avoti šī raksta beigās. Skatīt avotus
MPX gadījumu skaits turpina pieaugt katru stundu visā pasaulē, attaisnojot nepieciešamību izstrādāt efektīvu pretvīrusu terapiju un vakcīnas, lai uzlabotu globālo gatavību MPX un ierobežotu vīrusu infekcijas. H1 ir būtisks MPXV replikācijai, jo tas defosforilē proteīnus, piemēram, A14, F18, A17 un signāla devēju un transkripcijas 1 aktivatoru (STAT1), un inhibē interferona (IFN) signālu pārraidi. Svarīgi, ka HI ir saglabājies starp baku vīrusiem, un tāpēc to var izmantot plašu pretvīrusu līdzekļu izstrādei.
Par pētījumu
Šajā pētījumā pētnieki pārbaudīja H1 kristāla struktūru ar 1, 8 Å izšķirtspēju, lai uzlabotu izpratni par MPXV H1 katalizēto defosforilāciju un izstrādātu precīzu modeli jaunu pretvīrusu zāļu izstrādei.
Dezoksiribonukleīnskābe (DNS), kas kodē pašreizējā 2022 MPXV uzliesmojuma MPXV_USA_2022_MA001 izolāta H1, tika sintezēta un klonēta ekspresijas plazmīdas vektorā, kas tika pārbaudīta ar sekvencēšanu. H1 tika ekspresēts Escherichia coli BL21 (vai DE3) šūnās, un H1 ekspresējošās baktērijas tika lizētas, pēc tam proteīns tika pakļauts hromatogrāfiskai analīzei.
H1 tika kristalizēts, izmantojot sēdus pilienu tvaika difūzijas tehniku, un kristāli tika pakļauti rentgenstaru difrakcijas analīzei. H1 struktūra tika noteikta, izmantojot molekulārās aizstāšanas metodi ar vaccinia vīrusa H1 struktūru kā meklēšanas modeli. Pēc tam tika veikts strukturāls salīdzinājums ar cilvēka proteīna tirozīna fosfatāzēm (PTP) / DSP fosfatāzēm.
MPXV-H1 koordinātas tika augšupielādētas Dali serverī un meklētas līdzīgi strukturētas olbaltumvielas PBP (olbaltumvielu datu bāzē), izmantojot PDB50 apakškopu. Rezultātā tika identificētas 30 fosfatāžu struktūras ar būtisku strukturālu līdzību (Z-punkti >13). Tostarp divas cilvēka fosfatāzes tika kristalizētas kā dimēri: cilvēka divspecifiskās fosfatāzes (hDSP)-5 un 27, un tika salīdzināti to dimerizācijas režīmi.
Rezultāti
MPXV H1 sastāvēja no 171 atlikumiem ar labi saskaņotu elektronu blīvumu, vienu asimetrisku H1 molekulu un divām simetriski izlīdzinātām H1 molekulām, veidojot tauriņa formas un domēnu apmainītus dimērus. Visa H1 struktūra sastāvēja attiecīgi no sešām un četrām alfa spirālēm (α) un beta virknēm (β), ar β loksni, kas bija izvietota sānos starp spirālēm α2 un α3 līdz α6.
Abas aktīvās vietas atradās 39 Å attālumā netālu no termināla β-virknes C-galiem. Katra aktīvā vieta ietvēra cisteīna (Cys)-arginīna (Arg)-asparagīnskābes (Asp) triādi. Katrā aktīvajā vietā konservētie Arg un Cys atlikumi atradās fosfāta jonu saistošajā cilpā starp α4 un β4 atlikumiem. Cilpas Arg116 atlikums satvēra fosfātu jonus, kuru guanidīnija grupa mijiedarbojās ar divām PO (fosfāta-skābekļa) molekulām, kas savienotas ar ūdeņraža saitēm.
Arg116 atlikums nodrošināja efektīvu substrāta orientāciju un saistīšanu. Katra protomēra N-gala α1 spirāles tika apmainītas, lai veicinātu H1 dimerizāciju. Viena H1 protomēra α1 spirāles veidoja kompleksu struktūru ar trim atbilstošo promotoru α4 līdz α6 spirālēm, kas iesaistītas pārī. Katalītiskās kabatas pamatnē Cys110 atlikums defosforilēšanas laikā uzbruka fosfora atomiem, kā rezultātā īslaicīgi veidojās enzīma-fosfāta starpprodukts, kas tika hidrolizēts, lai atjaunotu neorganisko fosfātu un fermentu.
Cys110 atlikuma sēra atoms tika novietots paralēli PO saitei, kas atbilst saitei, kas veidojas fermenta reģenerācijas laikā. Asp79 atlikums bija iesaistīts koordinācijā ar ūdens molekulu un darbojās kā skābe, veicinot starpprodukta veidošanos un hidrolīzi. Tādējādi H1 struktūra norādīja uz pēdējo katalītisko soli pirms produkta izlaišanas.
Virsma, kas aprakta starp diviem promotoriem, atradās 1000 Å2 attālumā viens no otra un tika stabilizēta ar hidrofobu un hidrofilu mijiedarbību. Serīna atlikumi (Ser)14 un treonīna atlikumi (Thr)15 α1 uzrādīja ūdeņraža saites ar attiecīgā H1 protomēra histidīna atlikumiem (His)143 un tirozīna atlikumiem (Tyr)142/lizīna atlikumiem (Lys)159. Turpretī atlikumi Tyr7, leicīns (Leu) 11 un Leu12 piedalījās hidrofobās saitēs ar metionīna (Met) 135, Leu139, Lys159, izoleicīna (Ile) 163, valīna (Val) 167 un Ile168 atlikumiem no H1 savienojuma.
Leu136, Leu139 un Met135 atlikumiem α5 pretojās ar simetriju saistītie dimēru atlikumi, lai paplašinātu hidrofobās saistīšanās saskarni. α1 atlikums tika stabilizēts, izmantojot hidrofobas mijiedarbības un intramolekulāras ūdeņraža saites starp α1 un α5 atlikumiem. H1 dimērs tika apstiprināts hromatogrāfiskajā analīzē, norādot, ka dimēri pārstāv funkcionālos stāvokļus.
MPXV H1 kristāla struktūra atklāja divus karstos punktus jaunu pretvīrusu zāļu izstrādei. Dimēra kontakta vieta ir karstais punkts, kas ir unikāls PTP / DSP molekulām. H1 dimerizācijas kavēšana potenciāli varētu kavēt aktivētā STAT1 fosfora-tirozīna homodimēra dimerizāciju un defosforilāciju. Otrais karstais punkts ir aktīvā vieta, kas, lai gan atrodas ap fosfātu jonu saistīšanas cilpām ar salīdzināmām mugurkaula struktūrām, ir atšķirīgas sānu ķēdes, un tāpēc substrāta specifika var tikt mainīta, paverot ceļu pretvīrusu zāļu izstrādei.
Kopumā pētījuma rezultāti atklāja augstas izšķirtspējas H1 kristāla struktūru, kas nodrošina stabilu pamatu turpmākai mehāniskai analīzei un jaunu pretvīrusu zāļu izstrādei pret jauniem vīrusu patogēniem.
Šis ziņu raksts bija pārskats par sākotnējo zinātnisko ziņojumu, kas publicēšanas laikā nebija recenzēts. Kopš sākotnējās publicēšanas zinātniskais ziņojums tagad ir recenzēts un pieņemts publicēšanai akadēmiskajā žurnālā. Saites uz provizoriskajiem un salīdzinošajiem pārskatiem ir atrodamas sadaļā Avoti šī raksta beigās. Skatīt avotus
Atsauces:
- Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
Wen Cui et al. (2022). Kristallstruktur der Affenpocken-H1-Phosphatase, einem antiviralen Wirkstoffziel. bioRxiv. doi: https://doi.org/10.1101/2022.09.30.510410 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.30.510410v1 - Von Experten begutachteter und veröffentlichter wissenschaftlicher Bericht.
Cui, Wen, Haojun Huang, Yinkai Duan, Zhi Luo, Haofeng Wang, Tenan Zhang, Henry C Nguyen, et al. 2022. „Kristallstruktur der Monkeypox H1-Phosphatase, einem antiviralen Wirkstoffziel.“ Protein & Zelle, November. https://doi.org/10.1093/procel/pwac051. https://academic.oup.com/proteincell/advance-article/doi/10.1093/procel/pwac051/6805938.
.