Defining the impact of glycan-microdomains of the HIV-1 Env glycan shield

定义 HIV-1 Env 聚糖屏蔽的聚糖微结构域的影响

基本信息

  • 批准号:
    10586068
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 71.86万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-04-10 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

ABSTRACT Human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) is a major global pathogen, with 1.7 million new infections in 2019. The HIV-1 envelope glycoprotein (Env) is the sole virus-surface antigen. Env, a trimer of gp120/gp41 dimer subunits, is densely glycosylated by N-glycans. For the gp120 subunit, N-glycans contribute over 50% of its molecular mass and form a protective surface, the so-called “glycan shield”, that interacts with cellular receptors and the immune system and protects the virus from neutralizing antibodies (nAbs). Recently, the concept of an “evolving glycan shield” has been proposed, based on the sequence analysis of immune-escape variants that have lost some potential N-glycosylation sites (NGS) and gained others. Despite significant strides in understanding the biology of HIV-1 Env, the complexity and function of N-glycans at a molecular level are poorly understood. Based on our bioinformatics and experimental studies, we recently proposed that the Env glycan shield may be defined, and analyzed, as distinct structural glycan-microdomains. Using naturally occurring Env variants of a clade B virus, we analyzed the glycans surrounding the highly conserved N262 glycan, in the so- called high-mannose patch (HMP) near the apex of the Env trimer. These HMP glycans, comprised of different combinations of 4 to 6 NGS in the proximity of N262, appear to form a glycan working unit. Based on our published results and preliminary data, we hypothesize that Env outer domain, gp120 glycan shield, has structural components that can be defined as distinct structural glycan-microdomains. We propose to test our hypothesis in different clades of HIV-1 and their immune-escape variants by assessing structural and functional impacts of a range of N-glycan combinations that comprise Env glycan-microdomains. Specifically, we propose to determine how different NGS combinations of the N262-anchored HMP-microdomain across variants and clades influence Env functions (Aim 1), to probe the structural arrangement of different N262-glycan cluster NGS combinations in the context of functional recombinant Env trimers (Aim 2), and to assess the functional impacts of other potential glycan-clusters of the HIV-1 Env glycan shield (Aim 3). To accomplish these goals, we will use a combination of functional, bioanalytical, structural bioinformatics, and molecular dynamics simulation approaches. The results of these studies will test our proposed hypothesis on the functional impact of the structural components of the glycan shield, glycan-microdomains, and will determine how the varied compositions of these microdomains affect the function of the glycan shield. These data will advance our understanding of the molecular biology of HIV-1 and the factors that impact viral transmission and persistence. Ultimately, these studies will generate new information about Env vulnerabilities that can be exploited to develop future therapeutic approaches.
摘要 人类免疫缺陷病毒1(HIV-1)是全球主要病原体,2019年新增感染170万例。 HIV-1包膜糖蛋白(Env)是唯一的病毒表面抗原。Env,gp 120/gp 41二聚体的三聚体 亚基被N-聚糖密集糖基化。对于gp 120亚基,N-聚糖占其总糖链的50%以上。 分子量,并形成一个保护表面,所谓的“聚糖盾”,与细胞受体相互作用 和免疫系统,并保护病毒免受中和抗体(nAb)的侵害。最近, 基于免疫逃逸变体的序列分析, 已经失去了一些潜在的N-糖基化位点(NGS)并获得了其他位点。尽管取得了重大进展, 尽管对HIV-1 Env的生物学了解不多,但在分子水平上N-聚糖的复杂性和功能仍然很差。 明白基于我们的生物信息学和实验研究,我们最近提出Env聚糖 屏蔽可以被定义和分析为不同结构聚糖微区。使用天然存在的Env 在进化枝B病毒的变异中,我们分析了高度保守的N262聚糖周围的聚糖, 称为高甘露糖斑块(HMP),靠近Env三聚体的顶点。这些HMP聚糖由不同的 在N262附近的4至6个NGS的组合似乎形成聚糖工作单元。基于我们 根据已发表的结果和初步数据,我们假设Env外结构域,gp 120聚糖盾, 可以定义为不同结构聚糖微域的结构组分。我们建议 通过评估HIV-1及其免疫逃逸变体的结构和功能, 本文描述了包含Env聚糖微结构域的一系列N-聚糖组合的功能影响。具体地说, 我们建议确定N262锚定的HMP微结构域的不同NGS组合如何跨越 变体和进化枝影响Env功能(目的1),以探测不同N262-聚糖的结构排列 在功能性重组Env三聚体的背景下对NGS组合进行聚类(Aim 2),并评估 HIV-1 Env聚糖盾的其他潜在聚糖簇的功能影响(目标3)。完成这些 目标,我们将使用功能,生物分析,结构生物信息学和分子动力学的组合 模拟方法。这些研究的结果将检验我们提出的关于功能影响的假设 的结构组成部分的聚糖盾牌,聚糖微域,并将决定如何变化 这些微区的组成影响聚糖屏蔽的功能。这些数据将推动我们 了解HIV-1的分子生物学以及影响病毒传播和持久性的因素。 最终,这些研究将产生关于Env漏洞的新信息,这些漏洞可以被利用来开发 未来的治疗方法。

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 }}

JAN NOVAK其他文献

JAN NOVAK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('JAN NOVAK', 18)}}的其他基金

Defining the impact of glycan-microdomains of the HIV-1 Env glycan shield
定义 HIV-1 Env 聚糖屏蔽的聚糖微结构域的影响
  • 批准号:
    10390397
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Defining the impact of glycan-microdomains of the HIV-1 Env glycan shield
定义 HIV-1 Env 聚糖屏蔽的聚糖微结构域的影响
  • 批准号:
    10258291
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
New Animal Model for Studies of mucosal Immunity and IgA Nephropathy
研究粘膜免疫和 IgA 肾病的新动物模型
  • 批准号:
    7787214
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
New Animal Model for Studies of mucosal Immunity and IgA Nephropathy
研究粘膜免疫和 IgA 肾病的新动物模型
  • 批准号:
    8098980
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Urinary Polypeptide Biomarkers of IgA Nephropathy
IgA 肾病的尿多肽生物标志物
  • 批准号:
    7386943
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
IgA-secreting B cell lines: a novel tool for studies of IgA nephropathy
分泌 IgA 的 B 细胞系:研究 IgA 肾病的新工具
  • 批准号:
    7569977
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
IgA-secreting B cell lines: a novel tool for studies of IgA nephropathy
分泌 IgA 的 B 细胞系:研究 IgA 肾病的新工具
  • 批准号:
    7359923
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Molecular Basis of Pathogenicity of IgA1-containing Immune Complexes
含 IgA1 的免疫复合物致病性的分子基础
  • 批准号:
    10381499
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Molecular Basis of Pathogenicity of 1gA1 - containing Immune Complexes
含 1gA1 的免疫复合物致病性的分子基础
  • 批准号:
    7245808
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Molecular Basis of Pathogenicity of IgA1-containing Immune Complexes
含 IgA1 的免疫复合物致病性的分子基础
  • 批准号:
    8504854
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:

相似国自然基金

FGF8通过Ras/MEK/ERK信号通路调控apical ES结构影响精子生成的机制研究
  • 批准号:
    81801519
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Changes in apical cochlear mechanics after cochlear implantation
人工耳蜗植入后耳蜗顶端力学的变化
  • 批准号:
    10730981
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Structural diversity of ceramide moiety responsible for apical membrane function of bladder transitional epithelial cells
负责膀胱移行上皮细胞顶膜功能的神经酰胺部分的结构多样性
  • 批准号:
    23K08792
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Establishment of photodynamic diagnosis for apical periodontitis based on 5-ALA fluorescence live imaging
基于5-ALA荧光实时成像的根尖周炎光动力诊断方法的建立
  • 批准号:
    23K09188
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Epithelial apical membrane polarization, morphogenesis, and regulation of gene expression
上皮顶膜极化、形态发生和基因表达调控
  • 批准号:
    BB/X000575/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
    Research Grant
Unveiling Functional Roles of Apical Surface Interactions Between Opposing Cell Layers
揭示相对细胞层之间顶端表面相互作用的功能作用
  • 批准号:
    10629101
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Evaluation of Trigeminal Ganglia Sensory Neuronal Population/s Mediating MIF-Induced Anti-Nociception in a Model of Apical Periodontitis.
根尖周炎模型中三叉神经节感觉神经元群介导 MIF 诱导的抗伤害感受的评估。
  • 批准号:
    10822712
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Cell-type specific assembly of apical extracellular matrices
顶端细胞外基质的细胞类型特异性组装
  • 批准号:
    10749768
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
Exploring the role of phosphoinositides in the trafficking of proteins to the apical complex in the malaria parasite Plasmodium falciparum.
探索磷酸肌醇在疟原虫恶性疟原虫顶复合体蛋白质运输中的作用。
  • 批准号:
    495093
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
    Operating Grants
Étude du rôle de la phosphatase de phosphoinositides SAC1 dans le trafic de protéines au complexe apical chez le parasite de la malaria Plasmodium falciparum
疟疾疟原虫顶端寄生虫复合物中磷酸肌醇磷酸酶 SAC1 的研究
  • 批准号:
    486094
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
    Studentship Programs
Illuminating apical extracellular matrix structure and biogenesis
阐明顶端细胞外基质结构和生物发生
  • 批准号:
    10654029
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 71.86万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了