极端中和表型HIV包膜蛋白gp120的高温分子动力学模拟研究

摘要

作为HIV侵染细胞的蛋白质机器,包膜蛋白gp120利用序列变异和结构柔性等策略逃避宿主免疫识别,是病毒呈现出不同中和表型的主要原因.尽管HIV中和表型的分子机制已被初步探索,但其热力学相关的分子基础仍待进一步阐明.本研究利用同源模建的方法构建了极端中和表型HIV毒株(中和抵抗毒株H061.14与中和敏感毒株R2)的gp120结构模型,在逐渐升高的温度梯度下进行了高温分子动力学模拟,以研究二者在结构稳定性、解折叠和构象柔性上的差异.结果表明,HIV中和表型与gp120的热力学性质呈正相关,与解折叠程度无必然关联.各温度下gp120的结构偏差、天然接触含量、构象群体分布,以及单残基柔性的比较清楚地说明,中和敏感比中和抵抗gp120表现出更大的结构偏差、更多的构象状态和更高的构象柔性,但两者具有相似的解折叠程度.由极端中和表型HIV包膜蛋白gp120显著不同的热力学性质可以推断,HIV很可能利用gp120的热力学性质来调节其构象,进而平衡病毒侵染和免疫逃避之间的矛盾.我们的研究不仅揭示了极端中和表型HIV包膜蛋白gp120的在构象柔性和结构稳定性上的差异,同时还从高温解折叠热力学的角度明确了极端中和表型HIV背后的分子基础.