Direct Visualization of the Conformational Dynamics of Single Influenza Hemagglutinin Trimers.
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DOI：
10.1016/j.cell.2018.05.050
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发表时间：
2018-08-09
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Munro JB
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Das DK;Govindan R;Nikić-Spiegel I;Krammer F;Lemke EA;Munro JB
流感血凝素（HA）是典型的i型病毒包膜糖蛋白，为许多病毒的膜融合机制提供了模板。目前ha介导的膜融合模型描述了中性pH下静态的“弹簧负载”融合域（HA2）。酸性pH触发HA2中单一的不可逆构象重排，融合病毒和细胞膜。在这里，利用单分子Förster共振能量转移（smFRET）成像，我们直接可视化了ph触发的病毒表面HA三聚体的构象变化。我们的分析揭示了预融合和HA2的两个中间构象之间的可逆交换。酸碱度的酸化和受体的结合使HA2的动态平衡向着膜融合反应坐标的正方向移动。与靶膜的相互作用促进HA2向融合后状态的不可逆转变。HA2构象的可逆性可以防止在到达靶膜之前过渡到融合后状态。单分子FRET是用来提供实时可视化流感血凝素构象动力学在病毒表面由低pH触发。
Influenza hemagglutinin (HA) is the canonical type-I viral envelope glycoprotein, and provides a template for the membrane fusion mechanisms of numerous viruses. The current model of HA-mediated membrane fusion describes a static “spring-loaded” fusion domain (HA2) at neutral pH. Acidic pH triggers a singular irreversible conformational rearrangement in HA2 that fuses viral and cellular membranes. Here, using single-molecule Förster resonance energy transfer (smFRET) imaging we directly visualized pH-triggered conformational changes of HA trimers on the viral surface. Our analyses reveal reversible exchange between the pre-fusion and two intermediate conformations of HA2. Acidification of pH and receptor binding shift the dynamic equilibrium of HA2 in favor of forward progression along the membrane fusion reaction coordinate. Interaction with the target membrane promotes irreversible transition of HA2 to the post-fusion state. The reversibility of HA2 conformation may protect against transition to the post-fusion state prior to arrival at the target membrane. Single molecule FRET is used to provide real-time visualization of influenza hemagglutinin conformational dynamics on the viral surface during triggering by low pH.
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