Uma etapa fundamental no crescimento retroviral dentro de uma célula, conforme descrito por Jamil Saad, Ph.D., e colegas, é retratado na capa do The Journal of Biological Chemistry . É uma imagem visual, em detalhes moleculares, de seu artigo de jornal que examina o vírus do sarcoma aviário, ou ASV.

Os pesquisadores da Universidade do Alabama em Birmingham usaram ressonância magnética nuclear, ou NMR, para detalhar como o domínio da matriz da proteína ASV Gag se liga a certos fosfolipídios. Esses fosfolipídios são vitais para a ligação da proteína Gag à membrana plasmática de uma célula, à medida que o vírus se replica e dá seu primeiro passo em direção à formação e florescimento do vírus.

ASV, um retrovírus que causa câncer em galinhas, é o primeiro oncovírus a ser descrito, mais de um século atrás. Pertence à família retroviridae e está intimamente relacionado ao HIV, o vírus que causa a AIDS. O ASV é amplamente utilizado como modelo para estudar os mecanismos de infecção e replicação do HIV. Ao estudar semelhanças e diferenças na replicação dos dois vírus, os pesquisadores aprendem conhecimentos básicos que podem informar os esforços destinados a interromper a replicação e a disseminação do HIV. Apesar das grandes semelhanças em suas proteínas Gag que iniciam a montagem do vírus, os retrovírus têm mecanismos distintos de montagem que não são completamente compreendidos.

O trabalho liderado por Saad, professor associado de microbiologia da UAB, e um artigo complementar, liderado por Carol Carter, Ph.D., professor de genética molecular e microbiologia na Stony Brook University, examinou como a proteína ASV Gag é direcionada para a membrana plasmática da célula hospedeira para iniciar a montagem do vírus. Suas descobertas elucidam a ligação à membrana plasmática pelo domínio da matriz de Gag, desde a determinação da forma molecular precisa do domínio da proteína até o estudo de sua atividade vital em células vivas para iniciar o florescimento viral.

Na UAB, Saad e colegas elucidaram os determinantes moleculares da interação da matriz ASV com lipídios e membranas, e forneceram um modelo de como a matriz se liga a uma membrana celular.

Descobertas importantes incluíram:

• A obtenção de um modelo estrutural significativamente melhorado do domínio da matriz e a identificação de um local de ligação à membrana que não era óbvio em estruturas previamente determinadas.
• Fornecendo evidências convincentes de que um grupo de quatro aminoácidos lisina no domínio da matriz cria uma superfície básica, que atua como um único local de ligação que interage diretamente com os lipídios ácidos da membrana chamados fosfoinositídeos.
• Demonstrando que a interação Gag-membrana é governada por interações carga-carga.

Eles também mostram que, embora o domínio da matriz do HIV use mais ferramentas estruturais para se ligar à membrana, ambas as proteínas da matriz ASV e HIV compartilham motivos de interação quase idênticos que conduzem a montagem.

Como parte dos experimentos UAB, os pesquisadores descobriram que a substituição dos resíduos de lisina no local de ligação da matriz por um aminoácido diferente diminuiu muito a ligação aos lipídios e às membranas.

No artigo complementar, Carter e colegas da Stony Brook University usaram essas mutações no domínio da matriz da proteína ASV Gag para mostrar que a interrupção do sítio de ligação do fosofositídeo no domínio da matriz inibiu a localização de Gag na periferia da célula em duas linhas celulares diferentes e reduziu severamente a produção de partículas virais , em comparação com ASV não mutado.

"Esses estudos resolveram um antigo mistério sobre como um vírus descoberto há um século utiliza a membrana plasmática da célula hospedeira para se replicar, "Saad disse." O que é ainda mais notável é como ASV e HIV-1 compartilham características estruturais muito semelhantes que conduzem o direcionamento da membrana e montagem. "