HIV-1 Intasome Assembly and Function
HIV-1 整合体的组装和功能
基本信息
- 批准号:10794478
- 负责人:
- 金额:$ 15.73万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2016
- 资助国家:美国
- 起止时间:2016-12-15 至 2023-08-24
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Acquired Immunodeficiency SyndromeAddressAffectArchitectureBindingBiologicalBiologyBiophysicsCapsidCell NucleusChimera organismChromatinChromosomesClinicalCombination Drug TherapyComplexDNADNA RepairDiseaseDrug resistanceExhibitsFamily memberGenomeGenomicsGoalsHIVHIV GenomeHIV-1HIV-1 integraseHistonesHumanHuman GenomeImaging technologyIn VitroIndividualInfectionIntegraseIntegration Host FactorsKineticsKnowledgeLengthLentivirusLesionLong Terminal RepeatsMechanicsMouse Mammary Tumor VirusMutationNucleosomesOutcomePathogenicityPatientsPatternPeptidesPositioning AttributePost-Translational Protein ProcessingProcessProductivityProteinsReportingRetroviridaeRetroviridae InfectionsRetrovirologyReverse TranscriptionRoleSideSiteSpumavirusStructureTimeTreatment ProtocolsViralViral Reverse TranscriptionVirionVirusanimationbiophysical chemistrycellular transductioncofactordesigndimerfeature detectionflexibilitygenomic RNAimaging platformin vitro activityin vivoinnovationintegration siteleukemiametermolecular imagingnew therapeutic targetpandemic diseaseprototypesingle moleculestoichiometrytherapeutic targettranscriptional coactivator p75viral DNAviral resistance
项目摘要
HIV-1 INTASOME ASSEMBLY AND FUNCTIONS
PROJECT SUMMARY / ABSTRACT
New HIV-1 retrovirus infections continue to drive a worldwide pandemic. Combined drug therapies have helped
to blunt the clinical outcomes that afflict HIV-1 infected individuals. However, drug-resistance virus mutations
that challenge these treatment regimens persist, making identification of new drug targets of crucial importance.
HIV-1 integration into the human genome is essential for a productive infection. Integration is catalyzed by the
retrovirus encoded integrase (IN), which forms a multimeric complex with the long terminal repeat (LTR) ends of
the reverse-transcribed viral cDNA (termed an intasome and/or pre-integration complex). Structural
comparisons show that all seven retrovirus genera maintain a conserved intasome core (CIC) configuration,
which precisely positions the LTR-ends for catalytic strand-transfer into a genomic target site during integration.
Different retrovirus family members expand the size of the CIC by appending additional IN subunits. For
example, the prototype foamy virus (PFV) intasome assembles as a simple tetramer while the mouse mammary
tumor virus (MMTV) forms an octamer by attaching IN dimers to either side of the CIC. IN octamer, decamer,
dodecamer (12-mer) and hexadecamer (16-mer) intasomes have been reported for HIV-1. The contributions of
IN-multimer architecture to HIV-1 biology and biophysical chemistry is unknown.
The assembly processes that ultimately result in an HIV-1 intasome remain enigmatic. Accumulating evidence
suggests that the viral capsid containing the HIV-1 genome is imported into the nucleus where assembly of the
intasome occurs in concert with capsid disassembly. Integration into the genomic chromatin then occurs 1-2 µm
from the capsid disassembly site. HIV-1 integration is facilitated by host factors that include LEDGF/p75. We
and others have found that LEDGF/p75 is required for efficient HIV-1 intasome assembly in vitro. These
observations underpin several key unanswered questions: What are the progressions that result in an
assembled HIV-1 intasome? What is the role of LEDGF/p75 in intasome assembly? What is the impact of IN-
multimer architecture on intasome stability and genomic target site selection in vitro and in vivo?
We propose to utilize innovative real-time single molecule imaging and analysis to understand the contributions
of IN-multimer architecture on HIV-1 mechanics with the following Specific Aims: 1.) determine the IN-subunit
assembly progressions that control multimeric HIV-1 intasome architecture, 2.) determine the role of HIV-1
intasome architecture on the dynamic interactions with defined chromatin target DNA in vitro, and 3.) determine
the role of HIV-1 intasome architecture on targeting host chromatin features in cellulo.
These studies are designed to interrogate the animated processes that support HIV-1 intasome architecture
with the goal of identifying additional retroviral progressions that may be exploited as therapeutic targets.
HIV-1 内体组装和功能
项目概要/摘要
新的 HIV-1 逆转录病毒感染继续推动全球大流行,联合药物疗法对此有所帮助。
削弱HIV-1感染者的临床结果,然而,耐药病毒突变。
这些挑战仍然存在,因此确定新的药物靶点至关重要。
HIV-1 整合到人类基因组中对于有效感染至关重要。整合是由 HIV-1 催化的。
逆转录病毒编码的整合酶(IN),与长末端重复(LTR)末端形成多聚体复合物
逆转录病毒 cDNA(称为整合体和/或预整合复合体)。
比较表明所有七个逆转录病毒属都保持保守的嵌体核心(CIC)构型,
它精确定位 LTR 末端,以便在整合过程中将催化链转移到基因组靶位点。
不同的逆转录病毒家族成员通过附加额外的 IN 亚基来扩大 CIC 的大小。
例如,原型泡沫病毒(PFV)嵌体组装成一个简单的四聚体,而小鼠乳腺病毒则组装成一个简单的四聚体。
肿瘤病毒 (MMTV) 通过将 IN 二聚体连接到 IN 八聚体、十聚体、
据报道,十二聚体(12-mer)和十六聚体(16-mer)嵌体对 HIV-1 的贡献。
IN-多聚体结构对 HIV-1 生物学和生物物理化学的影响尚不清楚。
最终产生 HIV-1 嵌体的组装过程仍然是个谜。
表明含有 HIV-1 基因组的病毒衣壳被输入细胞核,在那里组装
整合体与衣壳解体同时发生,然后整合到基因组染色质中 1-2 µm。
包括 LEDGF/p75 在内的宿主因子促进了 HIV-1 的整合。
等人发现 LEDGF/p75 是 HIV-1 嵌体体外高效组装所必需的。
观察结果支持了几个关键的未解答的问题:是什么进展导致了
LEDGF/p75在intasome组装中的作用是什么?
多聚体结构对体内外嵌体稳定性和基因组靶位点选择的影响?
我们建议利用创新的实时单分子成像和分析来了解其贡献
HIV-1 机制上 IN 多聚体结构的研究,具体目标如下:1.) 确定 IN 亚基
控制多聚体 HIV-1 嵌体结构的组装进程,2.) 决定 HIV-1 的作用
体外与特定染色质靶 DNA 动态相互作用的内体结构,以及 3.) 确定
HIV-1 嵌体结构在细胞中靶向宿主染色质特征中的作用。
这些研究旨在探究支持 HIV-1 嵌体结构的动画过程
目的是确定可用作治疗靶点的其他逆转录病毒进展。
项目成果
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