Компьютерное моделирование иммунореактивной конформации иммунодоминантного эпитопа HIV-RF

Abstract

С помощью предложенного ранее расчетно-теоретического метода построена модель простран­ственной структуры иммунодоминантного эпитопа (ИДЭ) HIV-RF, согласующаяся с данными спектроскопии ЯМР. Установлено, что главный иммуногенный участок вируса образует в водном растворе доминирующую структуру, в которой инверсный γ-изгиб на участке Gly-Pro-Gly преобразуется в нестандартный β-поворот IV (Gly-Arg-Val-Ile). Показано, что лучшая по энергии конформация ИДЭ HIV-RF подобна структуре, обнаруженной в кристалле в комплексе пептидного антигена с Fab-фрагментом антитела 58.2. На основе сравнительного анализа трехмерных структур ИДЭ в вирионах HIV-RF, HIV-Thailand и HIV-MN сделан вывод о том, что исследуемый участок белка gp120 формирует в трех субтипах вируса подобные пространственные формы основной цепи, реализующиеся из разных локальных минимумов входящих в его состав аминокис­лотных остатков.

За допомогою запропонованого раніше розрахунково-теоретич­ного методу побудовано модель просторової структури імунодомінантного епітопа (ІДЕ) HIV-RF, яка узгоджується з даними спектроскопії ЯМР. Виявлено, що головна імуногенна ділянка вірусу утворює у водному розчині домінуючу структу­ру, в якій інверсний γ-згин на ділянці Gly-Pro-Gly перетворюється в нестандартний β-поворот IV (Gly-Arg-Val-Ile). Показано, що краща за енергією конформація ІДЕ HIV-RF подібна до структури, знайденої в кристалі у комплексі пептидного антигену з Fab-фрагментом антитіла 58.2. На основі порівняльного анализу тривимірних структур ІДЕ у віріонах HIV-RF, HIV-Thailand і HIV-MN зроблено висновок стосовно того, що досліджувана ділянка білка gpl20 формує у трьох субтипах вирусу подібні просторові форми основного ланцюга, які реалізуються з різних локальних мінімумів амі­нокислотних залишків, що входять до його складу.

3D structure for the HIV-RF immunodominant epitope was computed in terms of NMR spectroscopy data using the theoretical procedure including a probabilistic approach in conjunction with the molecular mechanics algorithms and quantum chemical methods. The immunogenic crown of the virus protein gp120 was shown to form in water solution the prevalent conformation in which the inverse γ-turn at the stretch Gly-Pro-Gly is transformed into the non-standard β-turn IV (Gly-Arg-Val-Ile). The best energy conformation of the HIV-RF immunogenic tip was found to be similar to that revealed in crystal for peptide antigen complex with the Fab fragment of antibody 58.2. The following conclusion was drawn from the comparative analysis of simulated structures with the ones computed previously for the HIV-Thailand and HIV-MN isolates: the immunogenic tip of gp120 gives rise to the similar spatial backbone forms in different HIV-1 strains but has some inherent conformational flexibility of its individual amino acid residues.