Multiscale Modeling of Hepatitis B Virus Capsid Assembly and Its Dimorphism.
Multiscale Modeling of Hepatitis B Virus Capsid Assembly and Its Dimorphism.
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DOI：
10.1021/acsnano.2c02119
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发表时间：
2022-09-27
期刊：
影响因子：
17.1
通讯作者：
Hagan, Michael F.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mohajerani, Farzaneh;Tyukodi, Botond;Schlicksup, Christopher J.;Hadden-Perilla, Jodi A.;Zlotnick, Adam;Hagan, Michael F.
关键词：
乙型肝炎病毒（HBV）是一种地方性慢性病毒，每年导致80万人死亡。HBV生命周期的中心，病毒核心有一个由单个蛋白质的许多拷贝组装而成的蛋白质衣壳。衣壳蛋白采用不同的（准等效的）构象形成二十面体衣壳，包含180或240个蛋白质：在Caspar-Klug命名法中分别为或。HBV衣壳组装已成为最近开发的抗病毒药物的重要靶点；然而，控制HBV二态性的组装途径和机制仍不清楚。我们描述了HBV组装的计算机模拟，使用粗粒度模型，该模型具有从完整HBV衣壳的全原子分子动力学模拟中学习的参数，但在计算上易于处理。动态模拟与所得模型再现HBV组装途径和产物的实验观察。通过构建马尔可夫状态模型并采用过渡路径理论，我们确定了导致、和其他实验观察到的衣壳形态的途径。分析表明，低HBV衣壳弯曲模量促进了衣壳多态性，其中控制多态性的关键因素是构象能景观和蛋白-蛋白结合亲和力。
Hepatitis B virus (HBV) is an endemic, chronic virus that leads to 800000 deaths per year. Central to the HBV lifecycle, the viral core has a protein capsid assembled from many copies of a single protein. The capsid protein adopts different (quasi-equivalent) conformations to form icosahedral capsids containing 180 or 240 proteins: or , respectively, in Caspar–Klug nomenclature. HBV capsid assembly has become an important target for recently developed antivirals; nonetheless, the assembly pathways and mechanisms that control HBV dimorphism remain unclear. We describe computer simulations of the HBV assembly, using a coarse-grained model that has parameters learned from all-atom molecular dynamics simulations of a complete HBV capsid and yet is computationally tractable. Dynamical simulations with the resulting model reproduce experimental observations of HBV assembly pathways and products. By constructing Markov state models and employing transition path theory, we identify pathways leading to , , and other experimentally observed capsid morphologies. The analysis shows that capsid polymorphism is promoted by the low HBV capsid bending modulus, where the key factors controlling polymorphism are the conformational energy landscape and protein–protein binding affinities.
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影响因子：
7.7
作者：
Hadden JA;Perilla JR;Schlicksup CJ;Venkatakrishnan B;Zlotnick A;Schulten K
通讯作者：
Schulten K
影响因子：
2.9
作者：
Ceres, P;Zlotnick, A
通讯作者：
Zlotnick, A
影响因子：
5.6
作者：
Freund, Stefan M. V.;Johnson, Christopher M.;Ferguson, Neil
通讯作者：
Ferguson, Neil
影响因子：
15
作者：
Asor, Roi;Schlicksup, Christopher John;Raviv, Uri
通讯作者：
Raviv, Uri
DOI：
10.1021/acs.jpcb.0c05024
发表时间：
2020-11-12
期刊：
The journal of physical chemistry. B
影响因子：
--
作者：
Chevreuil, Maelenn;Lecoq, Lauriane;Tresset, Guillaume
通讯作者：
Tresset, Guillaume