Structure-based pKa prediction provides a thermodynamic basis for the role of histidines in pH-induced conformational transitions in dengue virus

PH-indukované konformační změny viru dengue (DENV) jsou kritické pro jeho schopnost infikovat hostitelské buňky. Heterodimery obalových proteinů, které tvoří virový obal, se při nízkém pH posouvají z dimerní do trimerní konformace během fúze s membránou. Předchozí studie naznačily, že ionizace histidinových zbytků při nízké pH je pro tuto konformační změnu vyvolanou pH klíčová. Snažili jsme se použít molekulární modelování s předpovědí pKa na základě struktury, abychom poskytli kvantitativní základ pro roli histidinů v konformačních změnách vyvolaných pH a určili, které histidinové zbytky jsou za tento přechod primárně zodpovědné. Zkombinovali jsme existující krystalografická data a data z kryoelektronové mikroskopie, abychom vytvořili šablony konformací dimeru a trimeru pro zralý a nezralý virus. Poté jsme vytvořili homologické modely pro čtyři sérotypy DENV a provedli předpověď pKa na základě struktury pomocí programu Rosetta. Naše výsledky ukázaly, že hodnoty pKa podskupiny konzervovaných histidinů v DENV úspěšně zachycují termodynamiku nezbytnou k řízení konformačních změn vyvolaných pH během fúze. Zde jsme identifikovali strukturní determinanty, které jsou základem těchto hodnot pKa, a porovnali naše zjištění s předchozími experimentálními výsledky

.