HIV-1 Env antagonism by ground state stabilization

通过基态稳定对抗 HIV-1 Env

基本信息

  • 批准号:
    9029296
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-03-05 至 2017-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

 DESCRIPTION (provided by applicant): Human Immunodeficiency Virus (HIV-1) entry is mediated by the viral envelope glycoprotein (Env). Binding of the gp120 domain of Env to CD4 leads to conformational changes that expose the coreceptor binding site. Interaction with the coreceptor activates the gp41 domain of Env to promote fusion between the viral and cellular membranes. HIV-1 Env remains an attractive target for vaccines and antiviral therapies as it is the only viral protein exposed on the surface of HIV-1 virions. Based on the metastable nature of the unliganded HIV-1 Env trimer, antiviral strategies have followed three main concepts: 1) competitive inhibition without allosteric activation; 2) premature allosteric activation in the absence of target cell membranes; and 3) diversion into off- pathway conformations. This application proposes to test the hypothesis that the stabilization of the ground state conformation of Env, which prevents the activation of Env, is an underutilized antiviral strategy. Support for this hypothesis is based on the impact on Env conformation of antibodies that neutralize up to 98% of all HIV-1 isolates. To test this hypothesis, we have established single-molecule fluorescence resonance energy transfer (smFRET) imaging methods to directly visualize the conformational dynamics of single Env molecules within the native trimer on the surface of intact virions. Fluorophores introduced into variable regions V1, V4, and V5 of gp120 of the NL4-3 strain of HIV-1 allowed the time-resolved monitoring of structural dynamics of individual gp120 domains within the context of the native Env trimer on the surface of intact virions. These data reveal that the unliganded HIV-1 Env is dynamic and intrinsically accesses the receptor- and coreceptor- stabilized conformations. The establishment of smFRET for HIV-1 Env allows insights into the inner workings of this molecular machine and how it is activated for fusion by the two-step receptor and coreceptor mechanism. Moreover, it offers a fast and reliable assay for the conformational state of HIV-1 Env on the surface of virions. Using this approach we have shown that the broadly neutralizing antibodies, VRC01, PG16, PGT128, PGT145, and 2G12, stabilize HIV-1 Env in its ground-state conformation despite engaging Env in fundamentally different ways. VRC01 recognizes an epitope in the CD4-binding site; PG16, PGT128, and PGT145 bind V1/V2 at the apex of the trimer; and 2G12 recognizes conserved glycans at the base of the V3 loop. These results suggest that stabilization of the ground state but not of an activated intermediate or off- pathway conformation represents a powerful antiviral strategy. Notably, the above experiments were performed with the neutralization-sensitive NL4-3 HIV-1 isolate. Here, we will test whether broadly neutralizing antibodies similarly function on Env from clinical HIV-1 isolates. We will also test the conformational consequences of entry inhibitors, such as BMS-626529 that may similarly stabilize the ground state. In so doing, the proposed studies have the potential to establish that ground state stabilization is an effective way to antagonize viral membrane fusion machines.
 描述(由申请人提供):人类免疫缺陷病毒(HIV-1)的进入是由病毒包膜糖蛋白(Env)介导的。 Env 的 gp120 结构域与 CD4 的结合导致构象变化,从而暴露出辅助受体结合位点。与辅助受体的相互作用激活 Env 的 gp41 结构域,促进病毒和细胞膜之间的融合。 HIV-1 Env 仍然是疫苗和抗病毒治疗的一个有吸引力的目标,因为它是唯一暴露在 HIV-1 病毒颗粒表面的病毒蛋白。基于未配体的HIV-1 Env三聚体的亚稳态性质,抗病毒策略遵循三个主要概念:1)无变构激活的竞争性抑制; 2)在靶细胞膜不存在的情况下过早变构激活; 3) 转向非途径构象。本申请旨在测试这样的假设:稳定 Env 基态构象可防止 Env 激活,是一种未充分利用的抗病毒策略。这一假设的支持是基于抗体对 Env 构象的影响,这些抗体可以中和高达 98% 的 HIV-1 分离株。为了检验这一假设,我们建立了单分子荧光共振能量转移(smFRET)成像方法,可以直接可视化完整病毒粒子表面天然三聚体内单个 Env 分子的构象动力学。将荧光团引入 HIV-1 NL4-3 毒株的 gp120 可变区 V1、V4 和 V5 中,可以在完整病毒粒子表面的天然 Env 三聚体背景下对单个 gp120 结构域的结构动态进行时间分辨监测。这些数据表明,未配体的 HIV-1 Env 是动态的,并且本质上接近受体和辅助受体稳定的构象。 HIV-1 Env 的 smFRET 的建立可以深入了解该分子机器的内部运作以及它如何被两步受体和共受体机制激活以进行融合。此外,它还提供了一种快速可靠的检测病毒颗粒表面 HIV-1 Env 构象状态的方法。使用这种方法,我们已经证明,广泛中和抗体 VRC01、PG16、PGT128、PGT145 和 2G12 可以将 HIV-1 Env 稳定在其基态构象,尽管以根本不同的方式参与 Env。 VRC01 识别 CD4 结合位点中的表位; PG16、PGT128 和 PGT145 在三聚体的顶端结合 V1/V2; 2G12 识别 V3 环底部的保守聚糖。这些结果表明,基态的稳定而不是激活的中间或离路构象的稳定代表了一种强大的抗病毒策略。值得注意的是,上述实验是用中和敏感的 NL4-3 HIV-1 分离株进行的。在这里,我们将测试广泛中和抗体对临床 HIV-1 分离株的 Env 是否具有类似的功能。我们还将测试进入抑制剂的构象后果,例如 BMS-626529,它可能同样稳定基态。通过这样做,拟议的研究有可能确定基态稳定是对抗病毒膜融合机器的有效方法。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

James B Munro其他文献

James B Munro的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('James B Munro', 18)}}的其他基金

Biophysical studies of viral membrane fusion proteins
病毒膜融合蛋白的生物物理学研究
  • 批准号:
    10642837
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Dynamics and mechanisms of filovirus envelop glycoproteins
丝状病毒包膜糖蛋白的动力学和机制
  • 批准号:
    10707317
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Dynamics and mechanisms of filovirus envelop glycoproteins
丝状病毒包膜糖蛋白的动力学和机制
  • 批准号:
    10608034
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Biophysical studies of viral membrane fusion proteins
病毒膜融合蛋白的生物物理学研究
  • 批准号:
    10798382
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Structural dynamics of the HIV-1 genomic 5' UTR
HIV-1 基因组 5 UTR 的结构动力学
  • 批准号:
    9757679
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Structural dynamics of the HIV-1 genomic 5' UTR
HIV-1 基因组 5 UTR 的结构动力学
  • 批准号:
    10102498
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Structural dynamics of single Ebolavirus GP molecules.
单个埃博拉病毒 GP 分子的结构动力学。
  • 批准号:
    8954151
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:

相似海外基金

Development of a new generation of antiviral agents that are effective against drug-resistant viruses and prevent serious illness and sequelae.
开发新一代抗病毒药物,可有效对抗耐药病毒并预防严重疾病和后遗症。
  • 批准号:
    23K18186
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
A versatile structure-based therapeutic platform for development of VHH-based antitoxin and antiviral agents
一个多功能的基于结构的治疗平台,用于开发基于 VHH 的抗毒素和抗病毒药物
  • 批准号:
    10560883
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Genetically encoded bicyclic peptide libraries for the discoveryof novel antiviral agents
用于发现新型抗病毒药物的基因编码双环肽库
  • 批准号:
    10730692
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Design and synthesis of nucleosides to develop antiviral agents and oligonucleotide therapeutics
设计和合成核苷以开发抗病毒药物和寡核苷酸疗法
  • 批准号:
    21K06459
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Genetically encoded bicyclic peptide libraries for the discoveryof novel antiviral agents
用于发现新型抗病毒药物的基因编码双环肽库
  • 批准号:
    10189880
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Computer-aided identification and synthesis of novel broad-spectrum antiviral agents
新型广谱抗病毒药物的计算机辅助鉴定和合成
  • 批准号:
    2404261
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
    Studentship
Develop broad-spectrum antiviral agents against COVID-19 based on innate immune response to SARS-CoV-2 infection
基于对 SARS-CoV-2 感染的先天免疫反应,开发针对 COVID-19 的广谱抗病毒药物
  • 批准号:
    10222540
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Develop broad-spectrum antiviral agents against COVID-19 based on innate immune response to SARS-CoV-2 infection
基于对 SARS-CoV-2 感染的先天免疫反应,开发针对 COVID-19 的广谱抗病毒药物
  • 批准号:
    10669717
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
Association between sedentary lifestyle and liver cancer development in hepatitis C patients treated with direct-acting antiviral agents
接受直接抗病毒药物治疗的丙型肝炎患者久坐的生活方式与肝癌发展之间的关系
  • 批准号:
    20K10713
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Develop broad-spectrum antiviral agents against COVID-19 based on innate immune response to SARS-CoV-2 infection
基于对 SARS-CoV-2 感染的先天免疫反应,开发针对 COVID-19 的广谱抗病毒药物
  • 批准号:
    10174522
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 10.64万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了