Интеграция

Integrase Core Domain
Integrase Core Domain
	Кристаллическая структура двухдоменной интеграции RSV.
Идентификаторы
Символ	rve
Pfam	PF00665
PFAM клан	CL0219
InterPro	IPR001584
Краткое содержание	2Itg / scope / supfam
Pfam
показывать Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

показывать Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

Интеграция цинк -связывающего домена
Интеграция цинк -связывающего домена
	Структура решений N-концевого домена связывания Zn интегразы ВИЧ-1 (E-форма), ЯМР, 38 структур
Идентификаторы
Символ	Integrase_zn
Pfam	PF02022
InterPro	IPR003308
Краткое содержание	1wjb / scope / supfam
Pfam
показывать Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

Домен связывания ДНК интеграции

Кристаллическая структура двухдоменной интеграции RSV.

Идентификаторы

Символ

In_dbd_c

1ihw / scope / supfam

Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

Ретровирусная интеграция ( в ) представляет собой фермент , продуцируемый ретровирусом ( таким как ВИЧ ), который интегрирует (образует ковалентные связи между) своей генетической информации в информацию о клетке -хозяине , которую он заражает. ^{[ 1 ]} Ретровирусные INS не следует путать с фаговыми интеграциями ( рекомбиназ ), используемыми в биотехнологии , таких как λ-фаг интегразу, как обсуждалось в рекомбинации специфичной для сайта .

Макромолекулярный комплекс в макромолекуле, связанной с концами концов вирусной ДНК, называется интсуазомой ; В это ключевой компонент в этом и ретровирусном предварительном комплексе . ^{[ 2 ]}

Структура

Все ретровирусные в белках содержат три канонических домена, связанные гибкими линкерами: ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

N -концевой цинковой домен HH-CC (трехселичный комплект, стабилизированный координацией катиона Zn (II)),
Каталитический домен ядра (RNASEH FOLT),
С -концевой ДНК-связывающий домен ( SH3 FOLT ).

о кристаллических и ЯМР-структурах отдельных доменов и 2-доменных конструкций интегратов из ВИЧ-1, ВИЧ-2, SIV и Rous Sarcoma (RSV), причем первые структуры определены в 1994 году. Сообщалось ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Биохимические данные и структурные данные предполагают, что ретровирусные функции в качестве тетрамера (димер димеров), причем все три домена важны для мультимеризации и связывания вирусной ДНК. ^{[ 7 ]} Кроме того, было показано, что несколько клеточных белков-хозяев взаимодействуют с In, чтобы облегчить процесс интеграции: например, фактор-хозяин, ассоциированный хроматин хроматин белок LEDGF , плотно связывает ВИЧ и направляет комплекс пре-интеграции ВИЧ с высоко экспрессированными генами для для для интеграция. ^{[ 8 ]}

Вирус пены человека (HFV), агент, безобидный для людей, имеет интеграцию, аналогичную ВИЧ, и поэтому является моделью ВИЧ в функции; Была определена кристаллическая структура кристаллической интегразы HFV, собранную на концах вирусной ДНК. ^{[ 6 ]}

Функция и механизм

Интеграция происходит после выработки двухцепочечной линейной вирусной ДНК вирусной РНК/ДНК-зависимой ДНК-полимеразой обратной транскриптазы . ^{[ 9 ]}

Основная функция IN является вставить вирусную ДНК в хромосомную ДНК -хозяева, что является важным этапом для ВИЧ репликации . Интеграция - это «точка невозврата» для клетки, которая становится постоянным носителем вирусного генома (Провирус). Интеграция частично отвечает за постоянство ретровирусных инфекций. ^{[ 10 ]} После интеграции экспрессия вирусного гена и выработка частиц могут иметь место немедленно или в какой -то момент в будущем, время зависит от активности хромосомного локуса, размещающего провирус. ^{[ 4 ]}

Ретровирус Ins катализирует две реакции: ^{[ 4 ]}

3'-обработка, в которой два или три нуклеотида удаляются из одного или обоих 3-'конца вирусной ДНК, чтобы обнажить инвариантный динуклеотид CA.
Реакция переноса цепи, в которой обработанные 3 'концы вирусной ДНК ковалентно лигируют с хромосомной ДНК хозяина.

Обе реакции катализируются в одном и том же активном сайте и включают в себя переэтерификацию без участия промежуточного соединения ковалентного белка-ДНК (в отличие от реакций, катализируемых Ser/Tyr . ^{[ 4 ]}

В ВИЧ

ВИЧ интеграза представляет собой вирусный белок 32 кДа, состоящий из трех доменов -N-конце , каталитического домена ядра и C-конца, каждый из которых обладает различными свойствами и функциями, способствующими эффективности ВИЧ интегразы. ^{[ 3 ]}

N-конец состоит из 50 аминокислотных остатков, которые содержат консервативный гистидин, гистидин, цитозин, цитозиновый последовательность, которая хелатирует ионы цинка, кроме того, усиливает ферментативную активность домена каталитического ядра. ^{[ 3 ]} Поскольку хелатирование металлов жизненно важно в эффективности интеграции, он является мишенью для разработки ретровирусной терапии. ^{[ 3 ]}

Каталитический домен ядра, как и N-конец, содержит высококонсервативные аминокислотные остатки -сп64, ASP116, Glu152-, поскольку мотив консервативного DDE (ASP-ASP-GLU) способствует эндонуклеазу и полинуклеотидной трансферазе интеграции. Мутации в этих регионах инактивируют интеграцию и предотвращает интеграцию генома. ^{[ 3 ]}

Домен C-конца связывается с ДНК хозяина не специфически и стабилизирует комплекс интеграции. ^{[ 3 ]}

Механизм интеграции

После синтеза удвоенного генома ДНК ВИЧ интеграция связывается с длинными тандемными повторами, фланкирующими геном на обоих концах. Используя свою эндонуклеолитическую активность, интеграция расщепляет ди или тринуклеотид с обоих 3 'конца генома в обработке, известной как 3'-обработка. ^{[ 11 ]} Специфичность расщепления улучшается благодаря использованию кофакторов, таких как MN ²⁺ и мг ²⁺ которые взаимодействуют с мотивом DDE домена каталитического ядра, действуя как кофакторы для функции интеграции. ^{[ 11 ]}

ДНК-хозяина Недавно сгенерированные группы 3'OH нарушают фосфодиэфирные связи посредством нуклеофильной атаки типа SN2. ^{[ 6 ]} 3 'концы ковалентно связаны с ДНК -мишенью. Считается, что те же ферменты прилагаются к интеграции 5 -й энзийки в геном хозяина, образующий провирус, затем расщепляют 5 футов. ^{[ 6 ]}^{[ 11 ]}

Антиретровирусная терапия

В ноябре 2005 года данные фазы 2 исследования исследовательского ингибитора ВИЧ интегразы , MK-0518 , показали, что соединение обладает сильной противовирусной активностью. 12 октября 2007 года Управление по контролю за продуктами и лекарствами (США) одобрило ингибитор интеграции Raltegravir (MK-0518, бренда Isentress). Второй ингибитор интеграции, Elvitegravir , был одобрен в США в августе 2012 года.

Смотрите также

Ссылки

^ Beck BJ, Freudenreich O, Worth JL (2010). «Пациенты с инфекцией вируса иммунодефицита человека и синдромом приобретенного иммунодефицита». Массачусетская больница Справочник по психиатрии больницы общего профиля . Elsevier. С. 353–370. doi : 10.1016/b978-1-4377-1927-7.00026-1 . ISBN 9781437719277 .
^ Масуда Т (2011). «Незенциатические функции ретровирусной интеграции: следующая цель для новой разработки препаратов против ВИЧ» . Границы в микробиологии . 2 : 210. DOI : 10.3389/fmicb.2011.00210 . PMC 3192317 . PMID 22016749 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Jóźwik Ik, Passos do, Lyumkis D (сентябрь 2020 г.). «Структурная биология ингибиторов переноса цепей ВИЧ интегразы» . Тенденции в фармакологических науках . 41 (9): 611–626. doi : 10.1016/j.tips.2020.06.003 . PMC 7429322 . PMID 32624197 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Делилис О, Карайо К, Депрессия. Интеграция и интеграция: биохимическая деятельность Рировирология . 5 (1) (1): 114. doi : 10.1186/ 1742-4690-5-5-1 PMC 2615046 . PMID 19091057 .
^ Лоди П.Дж., Эрнст Дж.А., Кушевски Дж., Хикман А.Б., Энгельман А. А., Крейги Р. и др. (Август 1995). «Структура решений ДНК-связывающего домена ВИЧ-1 интегразы». Биохимия . 34 (31): 9826–9833. doi : 10.1021/bi00031a002 . PMID 7632683 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Choi E, Mallareddy Jr, Lu D, Kolluru S (октябрь 2018). «Недавние достижения в обнаружении ингибиторов малой молекул интеграции ВИЧ-1» . Будущая наука оа . 4 (9): FSO338. doi : 10.4155/FSOA-2018-0060 . PMC 6222271 . PMID 30416746 .
^ Hare S, Dinzio F, Labeja A, Wang J, Engelman A, Cherapanov P (июль 2009 г.). Любан Дж. (Ред.). «Структурная основа для функциональной тетрамаризации лезвирусной интегразы » Плолос патогены 5 (7): E1 Doi : 10.1371/ journal.pat.100051 PMC 2705190 PMID 19609359
^ Крейги Р., Бушман Ф.Д. (июль 2012 г.). «Интеграция ДНК ВИЧ» . Перспективы Cold Spring Harbor в медицине . 2 (7): A006890. doi : 10.1101/cshperspect.a006890 . PMC 3385939 . PMID 22762018 .
^ Burdick RC, Pathak VK (январь 2021 г.). «Эффективная обратная транскрипция ВИЧ-1 in vitro: требуется оптимальная стабильность капсида» . Сигнальная трансдукция и целевая терапия . 6 (1): 13. doi : 10.1038/s41392-020-00458-3 . PMC 7804106 . PMID 33436564 .
^ Maldarelli F (февраль 2016 г.). «Роль интеграции ВИЧ в устойчивости вируса: больше не свистят мимо провирального кладбища» . Журнал клинических исследований . 126 (2): 438–447. doi : 10.1172/jci80564 . PMC 4731194 . PMID 26829624 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Mahboubi-Rabbani M, Abbasi M, Hajimahdi Z, Zarghi A (2021). «Двойные ингибиторы с обратной транскриптазой/интеграцией ВИЧ-1: обзор последних достижений и исследований взаимоотношений структур-активности» . Иранский журнал фармацевтических исследований . 20 (2): 333–369. doi : 10.22037/ijpr.2021.115446.15370 . PMC 8457747 . PMID 34567166 .

Дальнейшее чтение

Maertens GN, Engelman AN, Cherepanov P (январь 2022 г.). «Структура и функция ретровирусной интеграции» . Природные обзоры. Микробиология . 20 (1): 20–34. doi : 10.1038/s41579-021-00586-9 . PMC 8671357 . PMID 34244677 . S2CID 235787691 .

Внешние ссылки

PDB-101 Молекула месяца: 135 ВИЧ интегразы
Интеграции в Национальной библиотеке медицинской библиотеки США ( Mesh)

[1] Beck BJ, Freudenreich O, Worth JL (2010). «Пациенты с инфекцией вируса иммунодефицита человека и синдромом приобретенного иммунодефицита». Массачусетская больница Справочник по психиатрии больницы общего профиля . Elsevier. С. 353–370. doi : 10.1016/b978-1-4377-1927-7.00026-1 . ISBN 9781437719277 .

[2] Масуда Т (2011). «Незенциатические функции ретровирусной интеграции: следующая цель для новой разработки препаратов против ВИЧ» . Границы в микробиологии . 2 : 210. DOI : 10.3389/fmicb.2011.00210 . PMC 3192317 . PMID 22016749 .

[:0-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} ^и ^фон Jóźwik Ik, Passos do, Lyumkis D (сентябрь 2020 г.). «Структурная биология ингибиторов переноса цепей ВИЧ интегразы» . Тенденции в фармакологических науках . 41 (9): 611–626. doi : 10.1016/j.tips.2020.06.003 . PMC 7429322 . PMID 32624197 .

[:1-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Делилис О, Карайо К, Депрессия. Интеграция и интеграция: биохимическая деятельность Рировирология . 5 (1) (1): 114. doi : 10.1186/ 1742-4690-5-5-1 PMC 2615046 . PMID 19091057 .

[5] Лоди П.Дж., Эрнст Дж.А., Кушевски Дж., Хикман А.Б., Энгельман А. А., Крейги Р. и др. (Август 1995). «Структура решений ДНК-связывающего домена ВИЧ-1 интегразы». Биохимия . 34 (31): 9826–9833. doi : 10.1021/bi00031a002 . PMID 7632683 .

[:2-6] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Choi E, Mallareddy Jr, Lu D, Kolluru S (октябрь 2018). «Недавние достижения в обнаружении ингибиторов малой молекул интеграции ВИЧ-1» . Будущая наука оа . 4 (9): FSO338. doi : 10.4155/FSOA-2018-0060 . PMC 6222271 . PMID 30416746 .

[7] Hare S, Dinzio F, Labeja A, Wang J, Engelman A, Cherapanov P (июль 2009 г.). Любан Дж. (Ред.). «Структурная основа для функциональной тетрамаризации лезвирусной интегразы » Плолос патогены 5 (7): E1 Doi : 10.1371/ journal.pat.100051 PMC 2705190 PMID 19609359

[8] Крейги Р., Бушман Ф.Д. (июль 2012 г.). «Интеграция ДНК ВИЧ» . Перспективы Cold Spring Harbor в медицине . 2 (7): A006890. doi : 10.1101/cshperspect.a006890 . PMC 3385939 . PMID 22762018 .

[9] Burdick RC, Pathak VK (январь 2021 г.). «Эффективная обратная транскрипция ВИЧ-1 in vitro: требуется оптимальная стабильность капсида» . Сигнальная трансдукция и целевая терапия . 6 (1): 13. doi : 10.1038/s41392-020-00458-3 . PMC 7804106 . PMID 33436564 .

[10] Maldarelli F (февраль 2016 г.). «Роль интеграции ВИЧ в устойчивости вируса: больше не свистят мимо провирального кладбища» . Журнал клинических исследований . 126 (2): 438–447. doi : 10.1172/jci80564 . PMC 4731194 . PMID 26829624 .

[:3-11] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Mahboubi-Rabbani M, Abbasi M, Hajimahdi Z, Zarghi A (2021). «Двойные ингибиторы с обратной транскриптазой/интеграцией ВИЧ-1: обзор последних достижений и исследований взаимоотношений структур-активности» . Иранский журнал фармацевтических исследований . 20 (2): 333–369. doi : 10.22037/ijpr.2021.115446.15370 . PMC 8457747 . PMID 34567166 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]