Restrained molecular dynamics simulations of HIV-1 protease: The first step in validating a new target for drug design

Biopolymers ◽  
2006 ◽  
Vol 82 (3) ◽  
pp. 272-284 ◽  
Author(s):  
Alexander L. Perryman ◽  
Jung-Hsin Lin ◽  
J. Andrew McCammon
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Drug Design ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Dynamics Simulations ◽  
Hiv 1 ◽  
Restrained Molecular Dynamics

scholarly journals Molecular Dynamics Simulations of the First Steps of the Reaction Catalyzed by HIV-1 Protease

2002 ◽  
Vol 83 (2) ◽  
pp. 794-807 ◽  
Author(s):  
Joanna Trylska ◽  
Piotr Bała ◽  
Maciej Geller ◽  
Paweł Grochowski
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Dynamics Simulations ◽  
Hiv 1

scholarly journals Dynamic regulation of HIV-1 capsid interaction with the restriction factor TRIM5α identified by magic-angle spinning NMR and molecular dynamics simulations

2018 ◽  
Vol 115 (45) ◽  
pp. 11519-11524 ◽  
Author(s):  
Caitlin M. Quinn ◽  
Mingzhang Wang ◽  
Matthew P. Fritz ◽  
Brent Runge ◽  
Jinwoo Ahn ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Building Blocks ◽  
Magic Angle Spinning ◽  
Magic Angle ◽  
Capsid Assembly ◽  
Dynamic Regulation ◽  
Angle Spinning ◽  
Dynamics Simulations ◽  
Hiv 1

The host factor protein TRIM5α plays an important role in restricting the host range of HIV-1, interfering with the integrity of the HIV-1 capsid. TRIM5 triggers an antiviral innate immune response by functioning as a capsid pattern recognition receptor, although the precise mechanism by which the restriction is imposed is not completely understood. Here we used an integrated magic-angle spinning nuclear magnetic resonance and molecular dynamics simulations approach to characterize, at atomic resolution, the dynamics of the capsid’s hexameric and pentameric building blocks, and the interactions with TRIM5α in the assembled capsid. Our data indicate that assemblies in the presence of the pentameric subunits are more rigid on the microsecond to millisecond timescales than tubes containing only hexamers. This feature may be of key importance for controlling the capsid’s morphology and stability. In addition, we found that TRIM5α binding to capsid induces global rigidification and perturbs key intermolecular interfaces essential for higher-order capsid assembly, with structural and dynamic changes occurring throughout the entire CA polypeptide chain in the assembly, rather than being limited to a specific protein-protein interface. Taken together, our results suggest that TRIM5α uses several mechanisms to destabilize the capsid lattice, ultimately inducing its disassembly. Our findings add to a growing body of work indicating that dynamic allostery plays a pivotal role in capsid assembly and HIV-1 infectivity.

scholarly journals Hybrid Quantum Mechanical/Molecular Mechanical Molecular Dynamics Simulations of HIV-1 Integrase/Inhibitor Complexes

2007 ◽  
Vol 93 (10) ◽  
pp. 3613-3626 ◽  
Author(s):  
Nadtanet Nunthaboot ◽  
Somsak Pianwanit ◽  
Vudhichai Parasuk ◽  
Jerry O. Ebalunode ◽  
James M. Briggs ◽  
...  
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
Integrase Inhibitor ◽  
Quantum Mechanical ◽  
Dynamics Simulations ◽  
Hiv 1

Υπολογιστικά εργαλεία για την αναζήτηση νέων βιοδραστικών ενώσεων σε επιλεγμένους πρωτεϊνικούς στόχους

2017 ◽  
Author(s):  
Ευτυχία Κρίτση
Keyword(s):  
Molecular Dynamics ◽  
Molecular Docking ◽  
Virtual Screening ◽  
Molecular Dynamics Simulations ◽  
In Silico ◽  
Pharmacophore Modeling ◽  
Lead Optimization ◽  
Dynamics Simulations ◽  
Hiv 1

Στην παρούσα διατριβή πραγματοποιήθηκε εκτενής μελέτη για την αναζήτηση πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων (hits) από χημικές βιβλιοθήκες για τρείς βιολογικούς στόχους, μέσω της εφαρμογής εμπορικά διαθέσιμων in silico τεχνικών και μεθοδολογιών.Οι στόχοι που επιλέχθηκαν ανήκουν σε διαφορετικές κατηγορίες πρωτεϊνών με μεγάλο φαρμακευτικό ενδιαφέρον, που όμως παρουσιάζουν διαφορετικό επίπεδο ωριμότητας όσον αφορά την εφαρμογή υπολογιστικών εργαλείωνγια την ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών ενώσεων. Συγκεριμένα, οι στόχοι που μελετήθηκαν είναι οι ακόλουθοι:•το ένζυμο της 14-α διμεθυλάσης της λανοστερόλης (CYP51) για την αναζήτηση νέων πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων με αντιμικροβιακές ιδιότητες,•το ένζυμο της HIV τύπου 1 πρωτεάσης (HIV-1 PR) για την αναζήτηση νέων πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων με αντι-HIV δράση,•ο διαμεμβρανικός υποδοχέας της Αγγειοτασίνης ΙΙ (ΑΤ1) για την αναζήτηση νέων πρόδρομων βιοδραστικών με αντιυπερτασική δράσηΟι κυριότερες τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για την αναζήτηση πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων περιλαμβάνουν την Εικονική Σάρωση (Virtual Screening) με χρήση Φαρμακοφόρων Μοντέλων (Pharmacophore modeling), τη Μοριακή Πρόσδεση (Molecular Docking), την πρόβλεψη μοριακών ιδιοτήτων καθώς και Προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής (Molecular Dynamics Simulations). Η στρατηγική που ακολουθήθηκε διαφέρει σημαντικά ανά στόχο όσον αφορά τη μεθοδολογική προσέγγιση και την επιλογή των υπολογιστικών εργαλείων-αλγορίθμων, δίνοντας έμφαση στη συμπληρωματικότητα των αποτελεσμάτων τους. Για την ανάδειξη των πρόδρομων βιοδραστικών ενώσεων, πραγματοποιήθηκαν in vitro βιολογικές δοκιμές των ενώσεων που προτάθηκαν μέσω των υπολογιστικών τεχνικών. Οι ενώσεις που επιλέχθηκαν παρουσίασαν ανασταλτική δράση (ή συγγένεια πρόσδεσης) σε ικανοποιητικό εύρος τιμών 102 nM–μΜ για να χαρακτηριστούν πρόδρομες βιοδραστικές. Μείζονος σημασίας είναι και το γεγονός ότι οι δομικοί σκελετοί των προτεινόμενων ενώσεων για κάθε στόχο, είναι διαφορετικοί τόσο μεταξύ τους όσο και συγκρινόμενοι με τα υφιστάμενα φαρμακευτικά μόρια. Ως εκ τούτου, μπορούν να αποτελέσουν κατάλληλα "υποστρώματα" για το επόμενο στάδιο που αφορά τη βελτιστοποίησή τους προς ενώσεις-οδηγούς (hit to lead optimization) και δυνητικά προς νέα φαρμακευτικά προϊόντα.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document