Eine internationale Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus CEA, CNRS, Universität Joseph Fourier, dem EMBL und der KRANKE hat gezeigt, die molekulare Funktion des proteins essentiell für die Replikation von H5N1-influenza-virus. Eine sub-Domäne der viralen polymerase durchläuft, groß angelegte strukturelle Reorganisation zu ermöglichen, ein wesentlicher Teil der polymerase-geben den Kern der infizierten Zelle, wobei das virale Genom repliziert wird. Diese Studie, veröffentlicht im Journal of the American Chemical Society, zeigt, wie die Flexibilität eines proteins ermöglicht die Anpassung an Ihre Funktion, die Erleichterung der Infektion des Wirtes.

Die polymerase ermöglicht, den virus zu reproduzieren Kopien der genomischen Materials in der infizierten Zelle und damit die Produktion neuer Viren. Es ist bekannt, dass die Anpassung des influenza-virus tritt durch Mutationen in der viralen polymerase, insbesondere in der C-Terminalen Domäne 627-NLS-der PB2 polymerase-protein. Diese zwei-Domänen-protein ist erforderlich für den import der viralen polymerase in den Zellkern durch die Bindung an importin α.

Das protein wurde kristallisiert, isoliert und in den Kontext des gesamten polymerase, aber die Konformation kristallisiert erschien unfähig, die Bindung an importin α, durch eine starke Sterische Zusammenstoß zwischen importin α und 627-NLS. Die molekulare Grundlage dieses essentielle Interaktion so blieb geheimnisvoll.

Forscher an der IBS, und Ihre collaborators1 konnten zeigen zum ersten mal, mit Hilfe der magnetischen Kernresonanz-Spektroskopie (NMR), kleinwinkelstreuung (SAS) und einzelmolekül-Förster-Resonanz-Energie-transfer (FRET), dass in Lösung das protein weist eine weit komplexere Verhalten. In der Tat, die Konformation beschrieben, die von crystal Struktur in der Tat existiert in der Lösung, aber diese Konformation Austausch, um 50 mal pro Sekunde, mit einer anderen form des proteins, in denen die beiden Domänen, befestigt, die durch einen flexiblen linker, verrenken und kann sich ganz frei bewegen, relativ zu einander.

Entscheidend ist, dass Sie in der Lage waren, zu zeigen, dass dieser ‚offene‘ form des proteins in der Tat interagiert mit importin α und es ist diese konformationsänderungen Gleichgewicht, das ermöglicht für PB2 eingeben, um den Kern. Der Austausch zwischen ‚offenen‘ und ‚geschlossenen‘ Formen des proteins wurde auch gezeigt, um sehr Temperatur abhängig, und es scheint möglich, dass das Gleichgewicht zwischen offenen und geschlossenen Konformationen eine Rolle spielt, ist eine molekulare thermostat, Steuerung der Effizienz der viralen Replikation in den verschiedenen Arten, in denen das virus braucht, um sich als Funktion der Temperatur der host-Umgebung.

Diese Studie nochmals unterstreicht die Bemerkenswerte Wirtschaftlichkeit von Viren zu nutzen konformationsänderungen Flexibilität zu erweitern, Ihre funktionelle Vielfalt mit begrenzten genetischen material. Die gleiche zwei-Domänen-protein hat zwei verschiedene Funktionen: Die geschlossene form des proteins ist notwendig für die virale Replikation innerhalb der polymerase-sobald das protein tritt in den Zellkern, aber der „offenen“ form ist notwendig für den import in den Zellkern.

Mehr im Allgemeinen, inter-domain-Dynamik spielt eine entscheidende Rolle in einer Vielzahl von molekularen Erkennung, transport-und signalprozesse. Diese komplexen dynamischen Modi nicht verstanden werden kann aus statischen Strukturen, der entweder das gesamte protein oder auf den einzelnen domains. Die Studie zeigt die Bedeutung der Lösung-state structural biology, genau zu beschreiben, die Beziehung zwischen Struktur, Dynamik, Thermodynamik und biologische Funktion.

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