Microsecond dynamics control the HIV-1 Envelope conformation.
Microsecond dynamics control the HIV-1 Envelope conformation.
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DOI：
10.1126/sciadv.adj0396
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发表时间：
2024-02-02
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Henderson, Rory
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bennett, Ashley L.;Edwards, Robert;Kosheleva, Irina;Saunders, Carrie;Bililign, Yishak;Williams, Ashliegh;Bubphamala, Pimthada;Manosouri, Katayoun;Anasti, Kara;Saunders, Kevin O.;Alam, S. Munir;Haynes, Barton F.;Acharya, Priyamvada;Henderson, Rory
HIV-1包膜（Env）糖蛋白通过一系列复杂的受体诱导的结构变化促进宿主细胞融合。虽然在理解各种Env构象的结构方面已经取得了显着的进展，但微秒时间尺度的动力学尚未进行实验研究。在这里，我们使用时间分辨，温度跳跃小角度X射线散射监测结构重排在HIV-1的Env SOSIP胞外域结构与微秒精度。在两个不同的Env变体中，我们检测到与已知Env结构重排相关的过渡，其时间常数在数百微秒范围内。还观察到了一个以前未知的结构转变，其发生的时间常数低于10 μs，并且涉及三聚体顶点的有序到无序转变。利用这些信息，我们设计了一种Env SOSIP构建体，该构建体通过二硫化物连接相邻的原聚体将三聚体锁定在融合前闭合状态。我们的研究结果表明，微秒时间尺度的结构动力学在控制Env构象中起着至关重要的作用，并对疫苗设计产生影响。HIV-1包膜蛋白的快速移动控制了抗体表位的获得，对疫苗设计产生了影响。
The HIV-1 Envelope (Env) glycoprotein facilitates host cell fusion through a complex series of receptor-induced structural changes. Although remarkable progress has been made in understanding the structures of various Env conformations, microsecond timescale dynamics have not been studied experimentally. Here, we used time-resolved, temperature-jump small-angle x-ray scattering to monitor structural rearrangements in an HIV-1 Env SOSIP ectodomain construct with microsecond precision. In two distinct Env variants, we detected a transition that correlated with known Env structure rearrangements with a time constant in the hundreds of microseconds range. A previously unknown structural transition was also observed, which occurred with a time constant below 10 μs, and involved an order-to-disorder transition in the trimer apex. Using this information, we engineered an Env SOSIP construct that locks the trimer in the prefusion closed state by connecting adjacent protomers via disulfides. Our findings show that the microsecond timescale structural dynamics play an essential role in controlling the Env conformation with impacts on vaccine design. Fast movements in the HIV-1 Envelope protein control access to antibody epitopes with impacts on vaccine design.
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影响因子：
3.7
作者：
Beard H;Cholleti A;Pearlman D;Sherman W;Loving KA
通讯作者：
Loving KA
DOI：
10.3390/v13050852
发表时间：
2021-05-07
期刊：
Viruses
影响因子：
--
作者：
Bennett AL;Henderson R
通讯作者：
Henderson R
DOI：
10.1107/s2059798318006551
发表时间：
2018-06-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子：
--
作者：
Afonine PV;Poon BK;Read RJ;Sobolev OV;Terwilliger TC;Urzhumtsev A;Adams PD
通讯作者：
Adams PD
影响因子：
6.8
作者：
Merk A;Subramaniam S
通讯作者：
Subramaniam S
影响因子：
5.8
作者：
Hodge, Edgar A.;Naika, Gajendra S.;Kephart, Sally M.;Nguyen, Adam;Zhu, Richard;Benhaim, Mark A.;Guo, Wenjin;Moore, John P.;Hu, Shiu-Lok;Sanders, Rogier W.;Lee, Kelly K.
通讯作者：
Lee, Kelly K.