Modelado in silico de la interacción entre la proteína VP4 de la cápside de triatoma virus y una membrana biológica

JUAN FRANCISCO VISO; FERNANDO ZAMARREÑO; MARÍA JULIA AMUNDARAIN; DIEGO MARCELO GUÉRIN AGUILAR; MARCELO DANIEL COSTABEL

Bahía Blanca

Congreso; 12vo Congreso Regional de Física y Aplicación a la Materia Condensada; 2014

IFISUR

INTRODUCCIÓN El virus del Triatoma (TrV), es un virus patógeno natural de la vinchuca, el insecto vector de la Tripanosomiasis Humana o Mal de Chagas. Por esta razón resulta interesante estudiar la cápside viral que recubre el material genético del virus ya que las cápsides están altamente ligadas al proceso de infección viral. La cápside del virus de TrV forma una estructura icosaédrica formada por múltiples copias de 4 proteínas (VP1, VP2, VP3 y VP4)[1]. De la resolución de la estructura cristalográfica se observa que solo las tres primeras proteínas forman parte de la estructura de la cápside, mientras que la cuarta se ubica dentro de la cápside pero no adopta una estructura cristalina. En experimentos recientes se observa que VP4 interactúa con membranas formando poros permitiendo el ingreso de material externo a la célula (datos no publicados), lo cual podría estar ligado al proceso de infección del virus. A partir de estos resultados es que se realizaron simulaciones por dinámica molecular para observar como es la interacción de VP4 con membranas. METODOLOGÍA Debido a que no se conoce la estructura tridimensional de VP4, el primer paso fue proponer una estructura para la misma. Por un lado se obtuvo una estructura a partir de la cadena lineal de aminoácidos de VP4 y se la sometió a 26 ns de simulación por Dinámica Molecular (MD). Las simulaciones se realizaron utilizando el paquete de programas Gromacs[2]. Por otro lado se obtuvieron dos estructuras usando el server Robetta[3] de predicción de estructura de proteínas a partir de métodos ab initio. Luego se generó una membrana compuesta por los fosfolípidos 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC) y 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycerol 3-phosphate (POPA). Para realizar las simulaciones primero se buscó lo orientación de mínima energía de la proteína al estar interactuando electroestáticamente con la membrana utilizando el programa APBS[4] de cálculo de energía electroestática. Una vez hallada esta orientación se realizó la simulación por MD para cada uno de los modelos de VP4 y la membrana mencionada anteriormente. Por otro lado también se realizó una simulación utilizando una membrana de carga neutra compuesta únicamente por fosfolípidos POPC. Además se realizaron simulaciones de las 3 estructuras propuestas de VP4 colocadas dentro de la membrana para ver si la proteína es estable al encontrarse en un ambiente hidrofóbico. RESULTADOS Y DISCUSION Las simulaciones realizadas muestran que la proteína VP4 interactúa con membranas en las tres configuraciones propuestas. Esta interacción se ve principalmente entre los residuos cargados positivamente (Lisinas) como era de esperar siendo la membrana de carga negativa. En el caso de la simulación realizada con una membrana neutra, se ve interacción pero la proteína no se adhiere en igual medida a la membrana como en los otros casos. Por último, en las simulaciones de la proteína embebida en la membrana se ve que la proteína permanece dentro de la membrana, lo cual indicaría que la proteína es estable en ambientes hidrofóbicos como lo es el interior de una membrana. CONCLUSIONES Por lo observado en las simulaciones, se puede concluir que VP4 presenta una mayor tendencia a interactuar con membranas cargadas negativamente. Lo cual coincide con los resultados experimentales que se han observado. REFERENCIAS 1-Rozas Dennis G.S., et al. ?Purification, Crystallization and preliminary X-ray analysis of Triatoma virus (TrV) from Triatom infestans?. Acta Cristallographica D60. Biological Crystallography,. pp 1647- 1650 (2004). 2-D. van der Spoel, et al., GROMACS User Manual version 4.6.5, www.gromacs.org (2013). 3-?Robetta web server". Baker laboratory. University of Washington. Retrieved September 7 (2008). 4-Baker NA, et al. ?Electrostatics of nanosystems: application to microtubules and the ribosome?. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 10037-10041 (2001).