Biophysical characterization of the HIV-1 Pol polyprotein and virtual screening for identification of binders

Abstract

[ES] El VIH-1 es un virus perteneciente a la familia de los retrovirus, ya que los de su familia tienen ARN como material genético, sin embargo para infectar las células humanas deben tener mecanismos que permitan la retrotranscripción, que es la transcripción de ARN a ADN. Para ello, el virus dispone de una serie de enzimas, entre ellas la propia retrotranscriptasa (RT) y la enzima proteasa (PR) que media en la maduración del VIH. Se sabe que estas dos enzimas provienen de una proteína inmadura llamada Polyprotein Pol. Mientras que la región de la poliproteína Pol que contiene la enzima RT está bien definida, la correspondiente a PR sigue siendo ambigua.

El objetivo es encontrar ligandos y/o inhibidores capaces de unirse a la región que separa RT de PR en la poliproteína Pol. Para ello se aplicarán técnicas de acoplamiento o proyección virtual. Se simulará la unión o acoplamiento de una biblioteca de 500 ligandos a la poliproteína Pol y se realizará un análisis posterior de las energías de unión libres. Estos valores de energía obtenidos de la simulación serán el criterio que determinará las moléculas que se ensayarán en wet lab y se comprobará la unión mediante técnicas de polarización de fluorescencia.

[EN] HIV-1 is a virus belonging to the family of retroviruses, as those of its family has RNA as genetic material, however to infect human cells must have mechanisms that allow retrotranscription, which is the transcription of RNA to DNA. For this, the virus has a number of enzymes, including the retrotranscriptase itself (RT) and the protease enzyme (PR) that mediates the maturation of HIV. It is known that these two enzymes come from an immature protein called Polyprotein Pol. While the region of the Pol polyprotein containing the RT enzyme is well defined, the one corresponding to PR is still ambiguous. The objective is to find ligands and/or inhibitors capable of binding to the region that separates RT from PR in the polyprotein Pol. For this, docking or virtual screening techniques will be applied. The binding or docking of a library of 500 ligands to the Polyprotein Pol will be simulated and a subsequent analysis of the free binding energies will be made. These energy values obtained from the simulation will be the criterion that will determine the molecules that will be tested in wet lab and the union will be checked using fluorescence polarization techniques.