La predizione pKa basata sulla struttura fornisce una base termodinamica per il ruolo delle istidine nelle transizioni conformazionali indotte dal pH nel virus dengue

I cambiamenti conformazionali indotti dal pH nel virus dengue (DENV) sono critici per la sua capacità di infettare le cellule ospiti. Gli eterodimeri della proteina dell’involucro che compongono l’involucro virale passano da una conformazione dimerica a una trimerica a basso pH durante la fusione della membrana. Studi precedenti hanno suggerito che la ionizzazione dei residui di istidina a basso pH è centrale per questo cambiamento conformazionale indotto dal pH. Abbiamo cercato di utilizzare la modellazione molecolare con la predizione di pKa basata sulla struttura per fornire una base quantitativa per il ruolo delle istidine nei cambiamenti conformazionali indotti dal pH e identificare quali residui di istidina sono principalmente responsabili di questa transizione. Abbiamo combinato i dati cristallografici e di microscopia crio-elettronica esistenti per costruire modelli delle conformazioni dei dimeri e dei trimeri per il virus maturo e immaturo. Abbiamo poi generato modelli di omologia per i quattro sierotipi di DENV e abbiamo effettuato una predizione di pKa basata sulla struttura usando Rosetta. I nostri risultati hanno mostrato che i valori pKa di un sottoinsieme di istidine conservate nel DENV catturano con successo la termodinamica necessaria per guidare i cambiamenti conformazionali indotti dal pH durante la fusione. Qui, abbiamo identificato i determinanti strutturali alla base di questi valori pKa e confrontiamo i nostri risultati con i precedenti risultati sperimentali.