HIV-1 외피 글리코단백질의 막 상호작용 영역의 구조적 이질성

HIV-1 외피 글리코단백질(Env) 트라이머(gp120/gp41)3은 주요 기능적 외피 스파이크를 형성하며 중화 항체의 표적입니다. 글리코단백질 gp41 구성 요소는 바이러스와 숙주 세포 막의 융합을 매개합니다. gp41의 막 상호작용 도메인은 널리 보존된 막 근접 외부 지역(MPER), 광범위 중화 항체를 위한 에피토프를 포함하고, Env를 막에 고정시키고 트라이머 형성을 매개하는 막관통 도메인(TMD), 그리고 Env가 HIV-1 조립 부위로 이동하는 데 중요한 역할을 하는 세포질 꼬리(CT) 도메인으로 구성됩니다. 이전의 실험 연구에서는 gp41의 C-말단 도메인 구조를 광범위하게 특성화했지만, MPER과 TMD의 다양한 입체적 상태를 보고했습니다. 본 연구에서는 모든 원자 분자 역학 시뮬레이션을 사용하여 HIV-1 모방 막 이중층에서 gp41의 막 상호작용 도메인의 구조와 기능을 조사했습니다. CT 도메인의 기본 잔기는 PIP2와 유리하게 상호작용하여 지질의 측면 분리를 유도하고 CT 기초판 주위의 세포 외즙층에서 PIP2의 축적을 초래했습니다. 또한 인공지능(AI) 기계 학습 프로토콜을 기반으로 한 분석에 따르면 MPER-TMD의 다양한 입체적 앙상블이 발견되어, 이전의 실험 관찰과 일치했습니다. MPER-TMD는 나선-회전-나선 및 확장된 나선 상태를 모두 채택합니다. 우리는 MPER의 내재적 유연성과 TMD의 N-말단 지역이 막 융합의 후기 단계 촉진에 중요한 역할을 할 수 있다고 제안합니다.