Un paso clave en el crecimiento retroviral dentro de una célula, como lo describe Jamil Saad, Doctor., y colegas, aparece retratado en la portada de The Revista de química biológica . Es una imagen visual, en detalle molecular, de su artículo de revista en el interior que analiza el virus del sarcoma aviar, o ASV.

Los investigadores de la Universidad de Alabama en Birmingham utilizaron resonancia magnética nuclear, o RMN, para detallar cómo el dominio de la matriz de la proteína ASV Gag se une a ciertos fosfolípidos. Estos fosfolípidos son vitales para la unión de la proteína Gag a la membrana plasmática de una célula, a medida que el virus se replica y da su primer paso hacia la formación y gemación del virus.

ASV, un retrovirus que causa cáncer en pollos, es el primer oncovirus que se ha descrito, hace más de un siglo. Pertenece a la familia de los retroviridae y está estrechamente relacionado con el VIH. el virus que causa el SIDA. El ASV se utiliza ampliamente como modelo para estudiar los mecanismos de la infección y la replicación del VIH. Al estudiar las similitudes y diferencias en la replicación de los dos virus, los investigadores adquieren conocimientos básicos que pueden informar los esfuerzos encaminados a detener la replicación y la propagación del VIH. A pesar de las grandes similitudes en sus proteínas Gag que inician el ensamblaje del virus, los retrovirus tienen distintos mecanismos de ensamblaje que no se comprenden completamente.

El trabajo dirigido por Saad, profesor asociado de microbiología en la UAB, y un documento complementario, dirigido por Carol Carter, Doctor., profesor de genética molecular y microbiología en la Universidad de Stony Brook, examinó cómo la proteína ASV Gag se dirige a la membrana plasmática de la célula huésped para iniciar el ensamblaje del virus. Sus hallazgos aclaran la unión a la membrana plasmática por el dominio de la matriz de Gag, desde la determinación de la forma molecular precisa del dominio de la proteína hasta el estudio de su actividad vital en las células vivas para iniciar la gemación viral.

En la UAB, Saad y sus colegas aclararon los determinantes moleculares de la interacción de la matriz ASV con lípidos y membranas, y proporcionaron un modelo de cómo la matriz se une a una membrana celular.

Los hallazgos importantes incluyeron:

• Obtener un modelo estructural significativamente mejorado del dominio de la matriz e identificar un sitio de unión a la membrana que no era obvio en estructuras determinadas previamente.
• Proporcionar evidencia convincente de que un grupo de cuatro aminoácidos de lisina en el dominio de la matriz crea una superficie básica, que actúa como un único sitio de unión que interactúa directamente con los lípidos ácidos de la membrana llamados fosfoinosítidos.
• Demostrando que la interacción Gag-membrana se rige por interacciones carga-carga.

También muestran que, aunque el dominio de la matriz del VIH utiliza herramientas más estructurales para unirse a la membrana, tanto las proteínas de la matriz del ASV como del VIH comparten motivos de interacción casi idénticos que impulsan el ensamblaje.

Como parte de los experimentos de la UAB, Los investigadores encontraron que la sustitución de los residuos de lisina en el sitio de unión de la matriz con un aminoácido diferente disminuía en gran medida la unión a lípidos y membranas.

En el documento complementario, Carter y sus colegas de la Universidad de Stony Brook utilizaron esas mutaciones en el dominio de la matriz de la proteína ASV Gag para mostrar que la interrupción del sitio de unión de fosfoinosítido en el dominio de la matriz inhibía la localización de Gag en la periferia celular en dos líneas celulares diferentes y reducía gravemente la producción de partículas virales. , en comparación con ASV no mutado.

"Estos estudios resolvieron un antiguo misterio sobre cómo un virus descubierto hace un siglo utiliza la membrana plasmática de la célula huésped para replicarse, "Dijo Saad." Lo que es aún más notable es cómo el ASV y el VIH-1 comparten características estructurales muy similares que impulsan la selección y el ensamblaje de la membrana ".