Modelación molecular y variación estructural de las integrasas de dos retrovirus humanos:HTLV-I y VIH-1 / Molecular modeling and structural variation of two human retrovirus integrases: HTLV-I and HIV-1

Abstract

ResumenObjetivo: Analizar las características moleculares y de variación de secuencias de las integrasas del HTLV-I y del VIH-1 y sus variantes poblacionales.Metodología: Análisis de secuencias y estructuras obtenidas de diferentes bases de datos; para ello se utilizaron programas computacionales de modelación de estructuras proteicas e identificación de sustituciones polimórficas en secuencias de aminoácidos de integrasas del HTLV-I y VIH-1 previamente reportadas.Materiales y métodos: Tanto la integrasa del HTLV-I como la del VIH-1 son proteínas compuestas por 288 residuos de aminoácidos. Se encontró un parecido de estructuras terciarias entre los dominios catalíticos de las IN de VIH-1, ASV y RSV con la del HTLVI. A partir de 103 secuencias completas de la integrasa del VIH-1 se registraron, en 46 codones, un total de 53 sustituciones que se localizaron en diferentes posiciones de la proteína nativa; las más frecuentes fueron: N27G (32,1%), A265V (30,1%), L101I (31,1%) y T123A (27,0%). Ninguna de las sustituciones más frecuentemente encontradas generó un cambio en el plegamiento nativo de la correspondiente región.Conclusión: La estructura tridimensional del dominio central catalítico de la integrasa condicionaría su actividad y su relación con moléculas potencialmente inhibidoras. Las sustituciones observadas fueron neutrales sin alterar la estructura nativa. Los resultados obtenidos confirman que la integrasa es un nuevo y promisorio blanco para el desarrollo de terapias antirretrovirales más efectivas en el siglo xxi.Palabras clave: Retrovirus, integrasa, modelación molecular, estructura proteica,polimorfismos proteicos, resistencia antiviral.AbstractObjective: To analyze the molecular characteristics and amino acid sequence variations of HTLV-I and of HIV-1 integrases and their population variants.Materials adn methods: Data mining and analysis of integrase sequences and protein structure data bases by using appropriate software for modelling and search for polymorphic substitutions in HTLV-I and HIV-1 integrase amino acid sequences previously reported.Results: HTLV-I and HIV-1 integrases are proteins of 288 amino acid residues. Structural modeling of tertiary folding of HTLV-I integrase catalytic central domain’s, showed closed structural characteristic with those of HIV-1, ASV and RSV. From 103 full amino acid sequences of HIV-1 integrase, 53 substitutions located in 46 different codons were recorded. The more frequents correspond to N27G (32,1%), L101I (31,1%), A265V (30,1%) and T123A (27,0%). None of these frequent substitutions introduced changes in the folding of HIV-1 native integrase.Conclusion: The tridimensional structure of central catalytic domain would influence the integrase activity and its relationship with potentially inhibitory molecules. Those observed amino acid substitutions were neutral and do not alter the native protein structure. Our data confirm those previously published, and enable us to propose that IN is a new and promissory target for develop more effective antiviral therapies in the xxi century.Keywords: Retrovirus, Integrase, molecular modeling, protein structure, proteinpolymorphisms, antiviral resistance