Critical mechanistic features of HIV-1 viral capsid assembly.
Critical mechanistic features of HIV-1 viral capsid assembly.
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DOI：
10.1126/sciadv.add7434
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发表时间：
2023-01-06
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
HIV - 1衣壳蛋白（CA）成熟为锥形晶格衣壳对病毒的感染性至关重要。CA能够自组装成一系列由约175到250个六聚体和12个五聚体组成的衣壳形态。细胞多聚阴离子肌醇六磷酸（IP6）最近被证明可通过协调衣壳六聚体和五聚体中心腔内的一圈精氨酸残基来促进锥形衣壳的形成。然而，IP6和CA共组装过程中事件的动力学相互作用尚不清楚。在这项工作中，我们使用粗粒度分子动力学模拟来阐明衣壳形成的分子机制，包括IP6所起的作用。我们表明，IP6起初少量存在时，通过在生长的晶格中捕获五聚体缺陷来促进曲率产生，并使组装行为朝着动力学上有利的结果转变。我们的分析还表明，IP6能够稳定亚稳态衣壳中间体，并能在成熟衣壳中诱导结构多态性。
计算机模拟显示，IP6通过稳定衣壳的高曲率区域来促进类似富勒烯的衣壳形成。
The maturation of HIV-1 capsid protein (CA) into a cone-shaped lattice capsid is critical for viral infectivity. CA can self-assemble into a range of capsid morphologies made of ~175 to 250 hexamers and 12 pentamers. The cellular polyanion inositol hexakisphosphate (IP6) has recently been demonstrated to facilitate conical capsid formation by coordinating a ring of arginine residues within the central cavity of capsid hexamers and pentamers. However, the kinetic interplay of events during IP6 and CA coassembly is unclear. In this work, we use coarse-grained molecular dynamics simulations to elucidate the molecular mechanism of capsid formation, including the role played by IP6. We show that IP6, in small quantities at first, promotes curvature generation by trapping pentameric defects in the growing lattice and shifts assembly behavior toward kinetically favored outcomes. Our analysis also suggests that IP6 can stabilize metastable capsid intermediates and can induce structural pleomorphism in mature capsids. Computer simulations reveal that IP6 promotes fullerene-like capsid formation by stabilizing high curvature regions of the capsid.
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