Strukturbaserad pKa-förutsägelse ger en termodynamisk grund för histidinernas roll i pH-inducerade konformationsövergångar i denguevirus

PH-inducerade konformationsförändringar i denguevirus (DENV) är kritiska för dess förmåga att infektera värdceller. Höljeproteinets heterodimerer som utgör virushöljet skiftar från en dimer till en trimerkonformation vid lågt pH under membranfusionen. Tidigare studier har föreslagit att joniseringen av histidinrester vid låg pH är central för denna pH-inducerade konformationsförändring. Vi försökte använda molekylär modellering med strukturbaserad pKa-förutsägelse för att ge en kvantitativ grund för histidinernas roll i pH-inducerade konformationsförändringar och identifiera vilka histidinrester som främst var ansvariga för denna övergång. Vi kombinerade befintliga kristallografiska och kryoelektronmikroskopiska data för att konstruera mallar för dimer- och trimerkonformationer för det mogna och omogna viruset. Vi genererade sedan homologimodeller för de fyra DENV-serotyperna och utförde strukturbaserad pKa-förutsägelse med hjälp av Rosetta. Våra resultat visade att pKa-värdena för en undergrupp av konserverade histidiner i DENV framgångsrikt fångar den termodynamik som krävs för att driva pH-inducerade konformationsförändringar under fusion. Här identifierar vi de strukturella bestämningsfaktorer som ligger till grund för dessa pKa-värden och jämför våra resultat med tidigare experimentella resultat.