Особенности белка Tat не-А6-вариантов вируса иммунодефицита человека 1-го типа (Retroviridae: Lentivirus: Lentivirus humimdef1), характерных для Российской Федерации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Белок Tat вируса иммунодефицита человека 1-го типа (ВИЧ-1) являет транс-активатором транскрипции вирусного генома, дополнительные функции которого включают способность запускать хронический воспалительный процесс. Естественные аминокислотные замены в белке Tat могут влиять на функциональные свойства белка и на течение ВИЧ-инфекции.

Целью работы является анализ особенностей консенсусных последовательностей белка Tat не-А6-вариантов ВИЧ-1, характерных для Российской Федерации, исследование естественных полиморфизмов белка Tat варианта CRF63_02A6 и вариантов вируса субтипа В, циркулирующих на территории России.

Материалы и методы. Материалом для работы послужили полногеномные нуклеотидные последовательности ВИЧ-1 вариантов CRF63_02A6, CRF03_A6B, а также субтипа В и CRF02_AG, циркулирующих на территории России. Референсная группа была сформирована на основе последовательностей вариантов ВИЧ-1 субтипа В, циркулирующих в разных странах мира. Анализируемые последовательности преимущественно были загруженные из международной базы данных Los Alamos.

Результаты. Консенсусная последовательность CRF63_02A6 содержала наибольшее количество аминокислотных замен (31) и во вторичной структуре не содержала спирали в позициях 30‒33, однако это не привело к изменению предсказанной третичной структуры. Консенсусная последовательность CRF03_A6B содержала стоп-кодон в 87-м положении. Определены полиморфизмы вариантов ВИЧ-1 субтипа В, циркулирующих в нашей стране, и вариантов CRF63_02A6.

Заключение. Получены консенсусные последовательности белка Tat не-А6-вариантов ВИЧ-1, характерных для Российской Федерации, и определены их особенности. Замена R78G, расположенная в функционально значимом мотиве, и функционально значимая замена C31S достоверно чаще встречались у вариантов вируса субтипа В, циркулирующих на территории России, и у вариантов CRF63_02A6 соответственно, чем в референсной группе. Ограничением проведенного исследования являлась небольшая выборка последовательностей.

Ключевые слова

Об авторах

Анна Игоревна Кузнецова

Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: a-myznikova@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-5299-3081

канд. биол. наук, заведующая лабораторией вирусов лейкозов, ведущий научный сотрудник

Россия, 123098, г. Москва

Анастасия Александровна Антонова

Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: aantonova1792@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9180-9846

канд. биол. наук, научный сотрудник лаборатории вирусов лейкозов 

Россия, 123098, г. Москва

Алексей Владимирович Лебедев

Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: lebedevalesha236@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6787-9345

канд. биол. наук, научный сотрудник лаборатории вирусов лейкозов 

Россия, 123098, г. Москва

Екатерина Никитична Ожмегова

Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России

Email: belokopytova.01@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3110-0843

канд. биол. наук, научный сотрудник лаборатории вирусов лейкозов 

Россия, 123098, г. Москва

Анастасия Вениаминовна Шлыкова

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора

Email: murzakova_a.v@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1390-8021

научный сотрудник лаборатории диагностики и молекулярной эпидемиологии ВИЧ-инфекции 

Россия, 111123, г. Москва

Илья Андреевич Лаповок

ФБУН «Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии» Роспотребнадзора

Email: i_lapovok@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6328-1415

канд. биол. наук, старший научный сотрудник 

Россия, 111123, г. Москва

Оксана Валериановна Галзитская

Институт вирусологии им. Д.И. Ивановского ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России; ФБУН «Институт белка» Российской академии наук; ФБУН «Институт теоретической и экспериментальной биофизики» Российской академии наук

Email: ogalzit@vega.protres.ru
ORCID iD: 0000-0002-3962-1520

д-р физ.-мат. наук, заведующая лабораторией биоинформатики, главный научный сотрудник 

Россия, 123098, г. Москва; 142290, Московская область, г. Пущино; 142290, Московская область, г. Пущино

Список литературы

  1. German Advisory Committee Blood (Arbeitskreis Blut), Subgroup «Assessment of Pathogens Transmissible by Blood». Human Immunodeficiency Virus (HIV). Transfus. Med. Hemother. 2016; 43(3): 203–22. https://doi.org/10.1159/000445852
  2. Bbosa N., Kaleebu P., Ssemwanga D. HIV subtype diversity worldwide. Curr. Opin. HIV AIDS. 2019; 14(3): 153–60. https://doi.org/10.1097/COH.0000000000000534
  3. Кузнецова А.И. Роль полиморфизма ВИЧ-1 в патогенезе. ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2023; 15(3): 26–37. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2023-15-3-26-37 https://elibrary.ru/cwjjai
  4. Антонова А.А., Кузнецова А.И., Ожмегова Е.Н., Лебедев А.В., Казеннова Е.В., Ким К.В. и др. Генетическое разнообразие ВИЧ-1 на современном этапе эпидемии в Российской Федерации: увеличение распространенности рекомбинантных форм. ВИЧ-инфекция и иммуносупрессии. 2023; 15(3): 61–72. https://doi.org/10.22328/2077-9828-2023-15-3-61-72 https://elibrary.ru/tpwttn
  5. Кузнецова А.И., Громов К.Б., Киреев Д.Е., Шлыкова А.В., Лопатухин А.Э., Казеннова Е.В. и др. Анализ особенностей белка Tat вируса иммунодефицита человека 1 типа суб-субтипа А6 (Retroviridae: Orthoretrovirinae: Lentivirus: Human immunodeficiency virus-1). Вопросы вирусологии. 2021; 66(6): 452–63. https://doi.org/10.36233/0507-4088-83 https://elibrary.ru/cmzgyc
  6. Li L., Dahiya S., Kortagere S., Aiamkitsumrit B., Cunningham D., Pirrone V., et al. Impact of Tat genetic variation on HIV-1 disease. Adv. Virol. 2012; 2012: 123605. https://doi.org/10.1155/2012/123605
  7. Kuznetsova A., Kim K., Tumanov A., Munchak I., Antonova A., Lebedev A., et al. Features of Tat protein in HIV-1 sub-subtype A6 variants circulating in the Moscow Region, Russia. Viruses. 2023; 15(11): 2212. https://doi.org/10.3390/v15112212
  8. Ajasin D., Eugenin E.A. HIV-1 Tat: Role in bystander toxicity. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2020: 10: 61. https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.00061
  9. Kamori D., Ueno T. HIV-1 Tat and viral latency: what we can learn from naturally occurring sequence variations. Front. Microbiol. 2017; 8: 80. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00080
  10. Spector C., Mele A.R., Wigdahl B., Nonnemacher M.R. Genetic variation and function of the HIV-1 Tat protein. Med. Microbiol. Immunol. 2019; 208(2): 131–69. https://doi.org/10.1007/s00430- 019-00583-z
  11. Ranga U., Shankarappa R., Siddappa N.B., Ramakrishna L., Nagendran R., Mahalingam M., et al. Tat protein of human immunodeficiency virus type 1 subtype C strains is a defective chemokine. J. Virol. 2004; 78(5): 2586–90. https://doi.org/10.1128/jvi.78.5.2586-2590.2004
  12. Ruiz A.P., Ajasin D.O., Ramasamy S., DesMarais V., Eugenin E.A., Prasad V.R. A naturally occurring polymorphism in the HIV-1 Tat basic domain inhibits uptake by bystander cells and leads to reduced neuroinflammation. Sci. Rep. 2019; 9(1): 3308. https://doi.org/10.1038/s41598-019-39531-5
  13. Jin H., Li D., Lin M.H., Li L., Harrich D. Tat-based therapies as an adjuvant for an HIV-1 functional cure. Viruses. 2020; 12(4): 415. https://doi.org/10.3390/v12040415
  14. Asamitsu K., Fujinaga K., Okamoto T. HIV Tat/P-TEFb interaction: a potential target for novel anti-HIV therapies. Molecules. 2018; 23(4): 933. https://doi.org/10.3390/molecules23040933
  15. Lobanov M.Y., Sokolovskiy I.V., Galzitskaya O.V. IsUnstruct: prediction of the residue status to be ordered or disordered in the protein chain by a method based on the Ising model. J. Biomol. Struct. Dyn. 2013; 31(10): 1034–43. https://doi.org/10.1080/07391102.2012.718529
  16. Jumper J., Evans R., Pritzel A., Green T., Figurnov M., Ronneberger O., et al. Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold. Nature. 2021; 596(7873): 583–9. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03819-2
  17. Shafer R.W., Rhee S.Y., Pillay D., Miller V., Sandstrom P., Schapiro J.M., et al. HIV-1 protease and reverse transcriptase mutations for drug resistance surveillance. AIDS. 2007; 21(2): 215–23. https://doi.org/10.1097/QAD.0b013e328011e691
  18. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина; 1998.
  19. Lobanov M.Y., Pereyaslavets L.B., Likhachev I.V., Matkarimov B.T., Galzitskaya O.V. Is there an advantageous arrangement of aromatic residues in proteins? Statistical analysis of aromatic interactions in globular proteins. Comput. Struct. Biotechnol. J. 2021; 19: 5960–8. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2021.10.036
  20. Tee K.K., Thomson M.M., Hemelaar J. Editorial: HIV-1 genetic diversity, volume II. Front. Microbiol. 2022; 13: 1007037. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1007037
  21. Бобкова М.Р. Генетическое разнообразие вирусов иммунодефицита человека и антиретровирусная терапия. Терапевтический архив. 2016; 88(11): 103–11. https://doi.org/10.17116/terarkh20168811103-111 https://elibrary.ru/xeaxsb
  22. Cilento M.E., Kirby K.A., Sarafianos S.G. Avoiding drug resistance in HIV reverse transcriptase. Chem. Rev. 2021; 121(6): 3271–96. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00967
  23. Gotora P.T., Brown K., Martin D.R., van der Sluis R., Cloete R., Williams M.E. Impact of subtype C-specific amino acid variants on HIV-1 Tat-TAR interaction: insights from molecular modelling and dynamics. Virol. J. 2024; 21(1): 144. https://doi.org/10.1186/s12985-024-02419-6
  24. Mishra M., Vetrivel S., Siddappa N.B., Ranga U., Seth P. Clade-specific differences in neurotoxicity of human immunodeficiency virus-1 B and C Tat of human neurons: Significance of dicysteine C30C31 motif. Ann. Neurol. 2008; 63(3): 366–76. https://doi.org/10.1002/ana.21292

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Множественное выравнивание консенсусных последовательностей полноразмерного белка Tat вариантов субтипа В и вариантов CRF02_AG, циркулирующих в России, и вариантов Crf03_A6B, CRF63_02A6 относительно консенсусной последовательности вариантов субтипа В, циркулирующих в мире (B референс). Точками обозначены позиции АО, в которых АО в консенсусах соответствовали референсу. Аминокислоты классифицированы на основе полярности радикалов. Неполярные аминокислоты: G (глицин), A (аланин), V (валин), L (лейцин), I (изолейцин), P (пролин) отмечены синим цветом; полярные незаряженные аминокислоты: S (серин), T (треонин), C (цистеин), M (метионин), N (аспарагин), Q (глутамин) – зеленым; ароматические аминокислоты: F (фенилаланин), Y (тирозин), W (триптофан), H (гистидин) – желтым; отрицательно заряженные аминокислоты: D (аспарагиновая кислота) и E (глутаминовая кислота) – оранжевым; положительно заряженные аминокислоты: K (лизин), R (аргинин) – красным [18, 19]. X – АО не определен (серым).

Скачать (202KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Предсказанные вторичные структуры консенсусных последовательностей: A – B(референс)/B(reference); B – B(Россия)_v1/B(Russia)_v1; C – B(Россия)_v2/B(Russia)_v2; D – CRF63_02A6.

Скачать (111KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты сравнения третичной структуры консенсусной последовательности белка Tat CRF63_02A6 с референсной последовательностью. Профиль вероятности для неструктурированных участков консенсусных последовательностей белка Tat, предсказанных программой IsUnstruct: A – консенсусная последовательность вариантов ВИЧ-1 субтипа В, циркулирующих в мире; B – консенсусная последовательность вариантов ВИЧ-1 CRF63_02A6. Пространственная структура, предсказанная с помощью программы AlphaFold 2, для консенсусных последовательностей белка Tat: C – консенсусная последовательность вариантов ВИЧ-1 субтипа В, циркулирующих в мире; D – консенсусная последовательность вариантов ВИЧ-1 CRF63_02A6. Красным цветом выделен профиль последовательности и участки цепи, соответствующие неструктурированным участкам; синим цветом – структурированная область. Пояснение в тексте.

Скачать (122KB)
Метаданные

© Кузнецова А.И., Антонова А.А., Лебедев А.В., Ожмегова Е.Н., Шлыкова А.В., Лаповок И.А., Галзитская О.В., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».