Structure of HIV-1 Capsid Assemblies by Cryo-electron Microscopy and Iterative Helical Real-space Reconstruction

Cryo-electron microscopy (cryo-EM), combined with image processing, is an increasingly powerful tool for structure determination of macromolecular protein ...

Correlative Microscopy for 3D Structural Analysis of Dynamic Interactions

Cryo-electron tomography (cryoET) allows 3D visualization of cellular structures at molecular resolution in a close-to-physiological state1. However, ...

University of Pittsburgh School of Medicine

&#x7A00;&#x571F;-hexaboride &#x5BB6;&#x5EAD;&#xFF0C;GdB6 &#x7684;&#x77E9;&#x5F62;&#x622A;&#x9762;&#x7EA6;&#x4E3A; 50 &#x7EB3;&#x7C73;&#x7EBF;&#x5177;&#x6709;&#x6700;&#x4F4E;&#x7684;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x51FD;&#x6570;&#x5728;&#x6A2A;&#x5411;&#x7EF4;&#x5EA6; nm &#x548C;&#x51E0;&#x4E2A;&#x5FAE;&#x7C73;&#x7684;&#x957F;&#x5EA6;&#x6210;&#x529F;&#x4EA7;&#x751F;&#x7684;&#x5316;&#x5B66;&#x6C14;&#x76F8;&#x6C89;&#x79EF;&#x6CD5;&#x3002;001 &#x6676;&#x683C;&#x65B9;&#x5411;&#xFF0C;&#x90FD;&#x6570;&#x4E00;&#x6570;&#x4E8C;&#x548C;&#x7EC8;&#x6B62; {100} &#x6676;&#x683C;&#x5E73;&#x9762;&#x66F2;&#x9762;&#x7684;&#x4FA7;&#x751F;&#x957F;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7EBF;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#x5EFA;&#x6210;&#x4E86;&#x8D85;&#x8FC7; 150 nA &#x5728;&#x5E94;&#x7528;&#x9886;&#x57DF;&#x7684;&#x5C0F;&#x4E8E; 3.2 V/&#x5988;&#x5988;&#x53D1;&#x5C04;&#x7535;&#x6D41; GdB6 &#x5355;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7EBF;&#x573A;&#x81F4;&#x53D1;&#x5C04;&#x4F53;&#x3002;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7EBF;&#x53D1;&#x5C04;&#x5668;&#x7684;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x51FD;&#x6570;&#x88AB;&#x4F30;&#x8BA1;&#x7EA6; 1.5 eV&#x3002;

&#x5355;&#x7ED3;&#x6676; GdB6 &#x7EB3;&#x7C73;&#x7EBF;&#x573A;&#x53D1;&#x5C04;&#x4F53;&#x3002;

Having the lowest work function in the rare-earth hexaboride family, GdB6 nanowires of rectangular cross-section with about 50 nm in lateral dimension and several microns in length have been successfully produced using a CVD method. The nanowires are grown in the 001 lattice direction, and both the tip-top and the side surfaces are terminated with the {100} lattice planes. A GdB6 single nanowire field emitter has also been built with an emission current of more than 150 nA at an applied field of less than 3.2 V/mum. The work function of the nanowire emitter was estimated to be about 1.5 eV.

Single-crystalline GdB6 nanowire field emitters.

Ayant la fonction de travail le plus bas dans les nanofils de GdB6 familles, terres rares hexaboride de section rectangulaire avec environ 50 nm de dimension lat&eacute;rale et de quelques microns de longueur ont &eacute;t&eacute; produites avec succ&egrave;s en utilisant une m&eacute;thode CVD. Les nanofils sont cultiv&eacute;s dans la direction 001 treillis et le Tip-Top tant du c&ocirc;t&eacute; des surfaces sont terminent avec les plans {100} treillis. Un &eacute;metteur de champ de nanofils seul GdB6 a &eacute;galement &eacute;t&eacute; construit avec un courant d&#39;&eacute;mission de plus de 150 nA &agrave; un champ de moins de 3,2 V/maman. La fonction de travail de l&#39;&eacute;metteur de nanofils a &eacute;t&eacute; estim&eacute;e &agrave; environ 1,5 eV.

Monocristallin &eacute;metteurs de champ de nanofils de GdB6.

Mit die niedrigsten Arbeit-Funktion in der Familie, seltener Erden Lanthanhexaborid GdB6 Nanowires rechteckigen Querschnitt mit etwa 50 nm im seitlichen Dimension und mehreren Mikrometern L&auml;nge erfolgreich hergestellt wurden mit einer CVD-Methode. Die Nanodr&auml;hte werden angebaut, in Richtung 001 Gitter, und sowohl die Tip-Top und die Seite, die Oberfl&auml;chen mit der {100} Gitter-Flugzeugen abgeschlossen werden. Ein GdB6 einzelnen Nanodraht-Feld-Strahler ist auch mit einer Emission Strom von mehr als 150 nA bei einer angewandten Bereich von weniger als 3,2 V/Mum gebaut worden. Die Arbeit Funktion der Nanodraht-Emitter wurden sch&auml;tzungsweise etwa 1,5 eV.

Einzel-kristalline GdB6 Nanodraht-Feld-Strahler.

Aventi la funzione di lavoro minima nelle terre rare hexaboride famiglia, GdB6 nanofili di sezione rettangolare con circa 50 nm in dimensione laterale e alcuni micron di lunghezza sono stati con successo prodotti utilizzando un metodo CVD. I nanofili sono cresciuti in direzione 001 reticolo e sia il Tip-Top e lato superfici sono terminate con i piani reticolari {100}. Un emettitore di campo singolo nanofilo GdB6 &egrave; stato costruito con una corrente di emissione di pi&ugrave; di 150 nA a un campo applicato di meno di 3,2 V/mamma. La funzione lavoro dell&#39;emettitore nanofilo &egrave; stata stimata in circa 1,5 eV.

Singolo-cristallina GdB6 nanofilo emettitori di campo.

&#x5E0C;&#x571F;&#x985E;&#x516D;&#x30DB;&#x30A6;&#x5316;&#x5BB6;&#x65CF;&#x3001;GdB6 &#x30CA;&#x30CE;&#x30EF;&#x30A4;&#x30E4;&#x9577;&#x65B9;&#x5F62;&#x65AD;&#x9762;&#x306E;&#x7D04; 50 &#x306E;&#x6700;&#x4F4E;&#x306E;&#x4ED5;&#x4E8B;&#x95A2;&#x6570;&#x3092;&#x6709;&#x3059;&#x308B; nm &#x306E;&#x6A2A;&#x65B9;&#x5411;&#x306E;&#x5BF8;&#x6CD5;&#x3068;&#x9577;&#x3055;&#x6570;&#x30DF;&#x30AF;&#x30ED;&#x30F3;&#x751F;&#x7523;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x304C;&#x6B63;&#x5E38;&#x306B; CVD &#x6CD5;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30CA;&#x30CE;&#x30EF;&#x30A4;&#x30E4; 001 &#x683C;&#x5B50;&#x65B9;&#x5411;&#x3068;&#x3001;tip-top &#x3068; {100} &#x683C;&#x5B50;&#x9762;&#x3067;&#x7D42;&#x7AEF;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x8868;&#x9762;&#x5074;&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x3067;&#x80B2;&#x3061;&#x307E;&#x3059;&#x3002;GdB6 &#x5358;&#x4E00;&#x30CA;&#x30CE;&#x30EF;&#x30A4;&#x30E4;&#x306E;&#x30A8;&#x30DF;&#x30C3;&#x30BF;&#x3082;&#x653E;&#x51FA;&#x96FB;&#x6D41;&#x4EE5;&#x4E0A; 150 na &#x672A;&#x6E80; 3.2 V/&#x83CA;&#x306E;&#x78C1;&#x5834;&#x3067;&#x69CB;&#x7BC9;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30CA;&#x30CE;&#x30EF;&#x30A4;&#x30E4; &#x30A8;&#x30DF;&#x30C3;&#x30BF;&#x306E;&#x4ED5;&#x4E8B;&#x95A2;&#x6570;&#x306F;&#x7D04; 1.5 eV &#x3068;&#x63A8;&#x5B9A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;

&#x5358;&#x7D50;&#x6676; GdB6 &#x30CA;&#x30CE;&#x30EF;&#x30A4;&#x30E4;&#x96FB;&#x754C;&#x30A8;&#x30DF;&#x30C3;&#x30BF;&#x3002;

&#xB4DC;&#xBB38; &#xC9C0;&#xAD6C; hexaboride &#xAC00;&#xC871;, GdB6 &#xC815; &#xC57D; 50 &#xC0AC;&#xAC01;&#xD615; &#xD6A1;&#xB2E8;&#xBA74;&#xC758;&#xC5D0; &#xAC00;&#xC7A5; &#xB0AE;&#xC740; &#xC77C; &#xD568;&#xC218;&#xB294; &#xB370; &#xCE21;&#xBA74; &#xCC28;&#xC6D0;&#xC5D0;&#xC11C; nm &#xBC0F; &#xAE38;&#xC774; &#xBA87; &#xBBF8;&#xD06C;&#xB860; &#xC131;&#xACF5;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC0DD;&#xC0B0; &#xB418;&#xC5B4; &#xC99D; &#xCC29; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC;. &#xC815; 001 &#xACA9;&#xC790; &#xBC29;&#xD5A5; &#xD558; &#xACE0;&#xB294; &#xCD5C;&#xACE0;&#xAE09;&#xC640; &#xD45C;&#xBA74; {100} &#xACA9;&#xC790; &#xBE44;&#xD589;&#xAE30;&#xC640; &#xD568;&#xAED8; &#xC885;&#xB8CC; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xCE21;&#xBA74;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC131;&#xC7A5; &#xB41C;&#xB2E4;. GdB6 &#xB2E8;&#xC77C; &#xB098;&#xB178;&#xC640;&#xC774;&#xC5B4; &#xD544;&#xB4DC; &#xBBF8;&#xD130; &#xBBF8;&#xB9CC;&#xC758; 3.2 V/&#xC5C4;&#xB9C8;&#xC758; &#xC801;&#xC6A9;&#xB41C; &#xBD84;&#xC57C;&#xC5D0;&#xC11C; 150 &#xAC1C; &#xC774;&#xC0C1;&#xC758; &#xB098;&#xC758; &#xBC29;&#xCD9C; &#xC804;&#xB958;&#xB85C;&#xB3C4; &#xB9CC;&#xB4E4;&#xC5B4;&#xC838; &#xC788;&#xB2E4;. &#xB098;&#xB178;&#xC640;&#xC774;&#xC5B4;&#xC5D0; &#xBBF8;&#xD130;&#xC758; &#xC791;&#xC5C5; &#xD568;&#xC218; 1.5 eV &#xC815;&#xB3C4; &#xCD94;&#xC815; &#xD588;&#xB2E4;.

&#xB2E8;&#xC77C; &#xACB0;&#xC815; GdB6 &#xB098;&#xB178;&#xC640;&#xC774;&#xC5B4; &#xD544;&#xB4DC;&#xC5D0; &#xBBF8;&#xD130;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Que tiene la funci&oacute;n de trabajo m&aacute;s baja en la tierras raras Lantanio nanocables de GdB6 familiar, de secci&oacute;n transversal rectangular con cerca de 50 nm en la dimensi&oacute;n lateral y varias micras de longitud han sido exitosamente producidos utilizando un m&eacute;todo CVD. Los nanocables son cultivados en la direcci&oacute;n 001 enrejado y la plena y el lado de las superficies se terminan con los planos {100} enrejado. Un emisor de campo solo nanocable de GdB6 tambi&eacute;n se ha construido con una corriente de la emisi&oacute;n de m&aacute;s de 150 nA en un campo de menos de 3,2 V/mam&aacute;. La funci&oacute;n de trabajo del emisor Nanocable estim&oacute; que aproximadamente 1.5 eV.

Monocristalino GdB6 Nanocable emisores de campo.

&#x6210;&#x719F;&#x7684;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x7C92;&#x542B;&#x6709;&#x5706;&#x9525;&#x5F62;&#x7684; capsids&#xFF0C;&#x9644;&#x4E0A;&#x75C5;&#x6BD2;&#x7684; RNA &#x57FA;&#x56E0;&#x7EC4;&#xFF0C;&#x5E76;&#x5728;&#x75C5;&#x6BD2;&#x7684;&#x751F;&#x547D;&#x5468;&#x671F;&#x4E2D;&#x6267;&#x884C;&#x7684;&#x57FA;&#x672C;&#x804C;&#x80FD;&#x3002;&#x8863;&#x58F3;&#x86CB;&#x767D; (CA) &#x516D;&#x805A;&#x4F53;&#x7684;&#x4E8C;&#x7EF4;&#x548C;&#x4E09;&#x7EF4;&#x6570;&#x7EC4;&#x4EE5;&#x524D;&#x7ED3;&#x6784;&#x5206;&#x6790;&#x663E;&#x793A;&#x4E09;&#x4E2A;&#x63A5;&#x53E3;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5728;&#x5EA7;&#x7684; CA &#x548C; CA C &#x7EC8;&#x7AEF;&#x57DF; (CTD) &#x4E8C;&#x805A;&#x4F53;&#x9AD8;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x6838;&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x7ED3;&#x6784;&#x94A2;&#x7BA1;&#x5927;&#x4F1A;&#x51B7;&#x51BB;&#x7535;&#x955C;&#x7814;&#x7A76;&#x3002;&#x5728;&#x89E3;&#x51B3;&#x65B9;&#x6848;&#x4E8C;&#x805A;&#x4F53;&#x7ED3;&#x6784;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x5355;&#x4F53;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x76F8;&#x5BF9;&#x65B9;&#x5411;&#xFF0C;&#x76F8;&#x6BD4;&#x4EE5;&#x5F80;&#x7684; x &#x5C04;&#x7EBF;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;&#x89E3;&#x51B3;&#x65B9;&#x6848;&#x7ED3;&#x6784; EM &#x5BC6;&#x5EA6;&#x5730;&#x56FE;&#xFF0C;&#x6697;&#x793A;&#x4E8C;&#x805A;&#x4F53;&#x63A5;&#x53E3;&#x4FDD;&#x7559;&#x5728;&#x7EC4;&#x88C5; CA &#x975E;&#x5E38;&#x9002;&#x5408;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x4E5F;&#x786E;&#x5B9A;&#x5728;&#x5730;&#x65B9;&#x7684; CTD CTD &#x63A5;&#x53E3;&#x51B7;&#x51BB;&#x7535;&#x955C;&#x6620;&#x5C04;&#x4E2D;&#x7684;&#x4E09;&#x91CD;&#x8F74;&#x548C;&#x8BF1;&#x53D8;&#x8BC1;&#x5B9E;&#x5176;&#x529F;&#x80FD;&#x7684;&#x91CD;&#x8981;&#x6027;&#x3002;&#x5728;&#x94A2;&#x7BA1;&#x5927;&#x4F1A;&#xFF0C;CA &#x5206;&#x5B50;&#x95F4;&#x63A5;&#x53E3;&#x6709;&#x6240;&#x5DEE;&#x5F02;&#xFF0C;&#x5BB9;&#x7EB3;&#x7BA1;&#x4E2D;&#x5B58;&#x5728;&#x7684;&#x4E0D;&#x5BF9;&#x79F0;&#x3002;&#x8FD9;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E86;&#x5FC5;&#x8981;&#x7684;&#x53EF;&#x5851;&#x6027;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x4FBF;&#x63A7;&#x5236;&#x7684;&#x75C5;&#x6BD2;&#x8863;&#x58F3; dis/&#x7A0B;&#x5E8F;&#x96C6;&#x3002;

&#x4F4E;&#x6E29; EM &#x4E0E;&#x6838;&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x7ED3;&#x6784;&#x8854;&#x63A5;&#x63ED;&#x793A;&#x4E86; intersubunit &#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x8863;&#x58F3;&#x529F;&#x80FD;&#x7684;&#x5173;&#x952E;&#x3002;

Mature HIV-1 particles contain conical-shaped capsids that enclose the viral RNA genome and perform essential functions in the virus life cycle. Previous structural analysis of two- and three-dimensional arrays of the capsid protein (CA) hexamer revealed three interfaces. Here, we present a cryoEM study of a tubular assembly of CA and a high-resolution NMR structure of the CA C-terminal domain (CTD) dimer. In the solution dimer structure, the monomers exhibit different relative orientations compared to previous X-ray structures. The solution structure fits well into the EM density map, suggesting that the dimer interface is retained in the assembled CA. We also identified a CTD-CTD interface at the local three-fold axis in the cryoEM map and confirmed its functional importance by mutagenesis. In the tubular assembly, CA intermolecular interfaces vary slightly, accommodating the asymmetry present in tubes. This provides the necessary plasticity to allow for controlled virus capsid dis/assembly.

Structural convergence between Cryo-EM and NMR reveals intersubunit interactions critical for HIV-1 capsid function.

Mature VIH-1 contiennent des particules de forme conique capsides qui entourent le g&#xE9;nome ARN viral et ex&#xE9;cuter des fonctions essentielles dans le cycle de vie du virus. Pr&#xE9;c&#xE9;dent analyse structurale des deux et en trois dimensions des tableaux de la prot&#xE9;ine de capside (CA) hexam&#xE8;re a r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; trois interfaces. Ici, nous pr&#xE9;sentons une &#xE9;tude cryoEM d&#x26;#39;un ensemble tubulaire du CA et une structure de RMN haute r&#xE9;solution de l&#x26;#39;AC domaine C-terminal (CTD) dim&#xE8;re. Dans la structure dim&#xE8;re solution, les monom&#xE8;res pr&#xE9;sentent diff&#xE9;rentes orientations relatives par rapport aux pr&#xE9;c&#xE9;dentes X-ray structures. La structure de la solution s&#x26;#39;int&#xE8;gre bien dans la carte de densit&#xE9; EM, ce qui sugg&#xE8;re que l&#x26;#39;interface du dim&#xE8;re est retenu dans le CA assembl&#xE9;s. Nous avons &#xE9;galement identifi&#xE9; une interface CTD-CTD &#xE0; l&#x26;#39;&#xE9;chelle locale triple axe dans le plan cryoEM et a confirm&#xE9; son importance fonctionnelle par mutagen&#xE8;se. Dans l&#x26;#39;ensemble tubulaire, les interfaces intermol&#xE9;culaires CA varier l&#xE9;g&#xE8;rement, recevant l&#x26;#39;asym&#xE9;trie pr&#xE9;sente dans des tubes. Ceci fournit la plasticit&#xE9; n&#xE9;cessaire pour permettre contr&#xF4;l&#xE9;e de capside du virus DIS / assemblage.

Convergence structurelle entre la Cryo-EM et r&#xE9;v&#xE8;le des interactions entre sous-RMN indispensable pour la fonction de capside du VIH-1

Reife HIV-1-Partikel enthalten konisch geformten Capsids, die umschlie&szlig;en des viralen RNA-Genoms und wesentliche Aufgaben im Lebenszyklus Virus. Vorherige Strukturanalyse von zwei- und dreidimensionalen Arrays das Kapsid-Proteine (CA)-Hexamer ergab drei Schnittstellen. Hier pr&auml;sentieren wir eine CryoEM-Studie eine r&ouml;hrenf&ouml;rmige Versammlung der CA und eine hochaufl&ouml;sende NMR-Struktur von der CA C-terminalen Dom&auml;ne (CTD) Dimer. In der L&ouml;sung Dimer Struktur weisen die Monomere unterschiedliche relative Orientierungen, die im Vergleich zu fr&uuml;heren R&ouml;ntgen-Strukturen. Die L&ouml;sungsstruktur passt gut in die EM-Dichte-Karte, was darauf hindeutet, dass die Dimer-Schnittstelle in der montierten CA erhalten bleibt. Wir auch identifiziert einer CTD-CTD-Schnittstelle auf lokaler dreifache Achse in der CryoEM-Karte und ihre funktionale Bedeutung von Mutagenese best&auml;tigt. In der tubul&auml;ren Assembly variiert CA intermolekulare Schnittstellen, Platz f&uuml;r die Asymmetrie im Rohre vorhanden. Dadurch wird die notwendige Plastizit&auml;t, um kontrollierte Virus Kapsid Dis/Montage zu erm&ouml;glichen.

Struktureller Konvergenz der Cryo-EM und NMR enth&uuml;llt intersubunit Interaktionen f&uuml;r HIV-1-Kapsid-Funktion von entscheidender Bedeutung.

Maturi HIV-1 particelle contengono capsidi a forma conica che racchiudono il genoma virale RNA e svolgono le funzioni essenziali del ciclo di vita del virus. Precedente analisi strutturale di due - e - tridimensionali matrici del capside proteico (CA) hexamer rivelato tre interfacce. Presentiamo qui, uno studio di cryoEM di un montaggio tubolare di CA e una struttura NMR ad alta risoluzione del dimero CA C-terminale dominio (CTD). Nella struttura del dimero della soluzione, i monomeri mostrano diversi orientamenti relativi rispetto alle precedenti strutture dei raggi x. La struttura della soluzione si inserisce bene la mappa di densit&agrave; EM, suggerendo che l&#39;interfaccia del dimero &egrave; mantenuto in CA assemblato. Abbiamo anche individuato un interfaccia CTD-CTD presso il locale triplice asse nella mappa cryoEM e ha confermato la sua importanza funzionale di mutagenesi. Nel montaggio tubolare, interfacce intermolecolari CA variano leggermente, accomodante l&#39;asimmetria presente nei tubi. Questo fornisce la plasticit&agrave; necessaria per consentire il controllo virus capside dis/assembly.

Convergenza strutturale tra Cryo-EM e NMR rivela le interazioni intersubunit critiche per funzione del capside di HIV-1.

&#x6210;&#x719F;&#x3057;&#x305F;HIV-1&#x7C92;&#x5B50;&#x306F;&#x3001;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;RNA&#x30B2;&#x30CE;&#x30E0;&#x3092;&#x56F2;&#x307F;&#x3001;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;&#x306E;&#x30E9;&#x30A4;&#x30D5;&#x30B5;&#x30A4;&#x30AF;&#x30EB;&#x306B;&#x4E0D;&#x53EF;&#x6B20;&#x306A;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x5B9F;&#x884C;&#x3059;&#x308B;&#x5186;&#x9310;&#x5F62;&#x306E;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D7;&#x30B7;&#x30C9;&#x304C;&#x542B;&#x307E;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D7;&#x30B7;&#x30C9;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#xFF08;CA&#xFF09;&#x516D;&#x306E;2&#x6B21;&#x5143;&#x304A;&#x3088;&#x3073;3&#x6B21;&#x5143;&#x914D;&#x5217;&#x306E;&#x524D;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x89E3;&#x6790;&#x306E;3&#x3064;&#x306E;&#x30A4;&#x30F3;&#x30BF;&#x30D5;&#x30A7;&#x30FC;&#x30B9;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;CA&#x306E;&#x7BA1;&#x72B6;&#x306E;&#x30A2;&#x30BB;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EA;&#x306E;cryoEM&#x7814;&#x7A76;&#x304A;&#x3088;&#x3073;CA&#x306E;C&#x672B;&#x7AEF;&#x30C9;&#x30E1;&#x30A4;&#x30F3;&#xFF08;CTD&#xFF09;&#x4E8C;&#x91CF;&#x4F53;&#x306E;&#x9AD8;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;NMR&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30BD;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306E;&#x4E8C;&#x91CF;&#x4F53;&#x69CB;&#x9020;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x30E2;&#x30CE;&#x30DE;&#x30FC;&#x306F;&#x3001;&#x4EE5;&#x524D;&#x306E;X&#x7DDA;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x6BD4;&#x8F03;&#x3057;&#x3066;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x76F8;&#x5BFE;&#x7684;&#x306A;&#x914D;&#x5411;&#x3092;&#x793A;&#x3059;&#x3002;&#x6EB6;&#x6DB2;&#x69CB;&#x9020;&#x306F;&#x30C0;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#x30A4;&#x30F3;&#x30BF;&#x30D5;&#x30A7;&#x30FC;&#x30B9;&#x304C;&#x7D44;&#x307F;&#x7ACB;&#x3066;CA&#x306B;&#x4FDD;&#x6301;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3001;EM&#x306E;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x30DE;&#x30C3;&#x30D7;&#x306B;&#x3088;&#x304F;&#x30D5;&#x30A3;&#x30C3;&#x30C8;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;cryoEM&#x30DE;&#x30C3;&#x30D7;&#x306E;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EB;3&#x500D;&#x8EF8;&#x306B;CTD-CTD&#x306E;&#x30A4;&#x30F3;&#x30BF;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A7;&#x30A4;&#x30B9;&#x3092;&#x8B58;&#x5225;&#x3057;&#x3001;&#x7A81;&#x7136;&#x5909;&#x7570;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x305D;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x6027;&#x3092;&#x78BA;&#x8A8D;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x7BA1;&#x72B6;&#x306E;&#x30A2;&#x30BB;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EA;&#x3067;&#x306F;&#x3001;CA&#x5206;&#x5B50;&#x9593;&#x306E;&#x30A4;&#x30F3;&#x30BF;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A7;&#x30A4;&#x30B9;&#x306F;&#x3001;&#x30C1;&#x30E5;&#x30FC;&#x30D6;&#x5185;&#x306B;&#x5B58;&#x5728;&#x3059;&#x308B;&#x975E;&#x5BFE;&#x79F0;&#x53CE;&#x5BB9;&#x3057;&#x3001;&#x591A;&#x5C11;&#x7570;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x306F;&#x7BA1;&#x7406;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D7;&#x30B7;&#x30C9;DIS /&#x30A2;&#x30BB;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EA;&#x3092;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5FC5;&#x8981;&#x306A;&#x53EF;&#x5851;&#x6027;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30AF;&#x30E9;&#x30A4;&#x30AA;EM&#x3068;NMR&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x7684;&#x306A;&#x30B3;&#x30F3;&#x30D0;&#x30FC;&#x30B8;&#x30A7;&#x30F3;&#x30B9;&#x306F;&#x3001;HIV-1&#x30AD;&#x30E3;&#x30D7;&#x30B7;&#x30C9;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x30B5;&#x30D6;&#x30E6;&#x30CB;&#x30C3;&#x30C8;&#x9593;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;

&#xC131;&#xC219;&#xD55C; HIV-1 &#xC785;&#xC790; &#xBC14;&#xC774;&#xB7EC;&#xC2A4; RNA &#xAC8C;&#xB188; &#xBB36;&#xACE0; &#xBC14;&#xC774;&#xB7EC;&#xC2A4; &#xB77C;&#xC774;&#xD504; &#xC0AC;&#xC774;&#xD074;&#xC5D0; &#xD544;&#xC218;&#xC801;&#xC778; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xC218;&#xD589; &#xD558;&#xB294; &#xC6D0;&#xBFD4; &#xBAA8;&#xC591;&#xC758; capsids &#xD3EC;&#xD568;. Capsid &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; (CA) hexamer&#xC758; 2 &#xBC0F; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xBC30;&#xC5F4; &#xC774;&#xC804; &#xAD6C;&#xC870; &#xBD84;&#xC11D; 3 &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4;&#xB97C; &#xACF5;&#xAC1C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, CA &#xBC0F; CA C &#xD130;&#xBBF8;&#xB110; &#xB3C4;&#xBA54;&#xC778; (CTD) &#xC774;&#xD569;&#xCCB4;&#xC758; &#xACE0;&#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; NMR &#xAD6C;&#xC870; &#xAD00; &#xC5B4;&#xC148;&#xBE14;&#xB9AC;&#xC758; cryoEM &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC5D0; &#xC120;&#xBB3C;&#xC774;. &#xC194;&#xB8E8;&#xC158; &#xC774;&#xD569;&#xCCB4; &#xAD6C;&#xC870;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB2E8;&#xC704;&#xCCB4; &#xC804;&#xC2DC; &#xC774;&#xC804; x-&#xC120; &#xAD6C;&#xC870;&#xC5D0; &#xBE44;&#xD574; &#xB2E4;&#xB978; &#xC0C1;&#xB300; &#xBC29;&#xD5A5;. &#xC194;&#xB8E8;&#xC158; &#xAD6C;&#xC870; dimer &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; &#xC870;&#xB9BD;&#xB41C; CA&#xC5D0; &#xBCF4;&#xC874; &#xB418;&#xB294; &#xC81C;&#xC548; EM &#xBC00;&#xB3C4; &#xC9C0;&#xB3C4;&#xC5D0; &#xC798; &#xB9DE;&#xB294;. &#xB610;&#xD55C; &#xC2DD;&#xBCC4; &#xB85C;&#xCEEC;&#xC5D0; CTD CTD &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; cryoEM &#xC9C0;&#xB3C4; &#xBC30; &#xCD95; &#xD558; &#xACE0; mutagenesis&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xADF8;&#xAC83;&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC801; &#xC911;&#xC694;&#xC131;&#xC744; &#xD655;&#xC778; &#xD588;&#xB2E4;. &#xAD00; &#xC5B4;&#xC148;&#xBE14;&#xB9AC;&#xC5D0;&#xC11C; CA intermolecular &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; &#xC218;&#xC6A9; &#xD29C;&#xBE0C;&#xC5D0; &#xBE44;&#xB300;&#xCE6D; &#xC57D;&#xAC04;, &#xB2E4;. &#xC774; &#xC81C;&#xC5B4; &#xBC14;&#xC774;&#xB7EC;&#xC2A4; capsid &#xD45C;&#xC2DC;/&#xC870;&#xB9BD; &#xC218; &#xC788;&#xB3C4;&#xB85D; &#xD544;&#xC694;&#xD55C;&#xAC00; &#xC18C;&#xC131;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

NMR &#xBC0F; &#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294; &#xADF8;&#xB4E4; &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;&#xC801; &#xCEE8;&#xBC84;&#xC804;&#xC2A4; HIV 1 capsid &#xD568;&#xC218;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; intersubunit &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC900;&#xB2E4;.

Mayores de VIH-1 part&#xED;culas contienen c&#xF3;nica en forma de c&#xE1;psides que encierran el genoma viral ARN y llevar a cabo funciones esenciales en el ciclo de vida del virus. Previo an&#xE1;lisis estructural de dos y tres dimensiones de las matrices de la prote&#xED;na de la c&#xE1;pside (CA) hex&#xE1;mero revel&#xF3; tres interfaces. A continuaci&#xF3;n, presentamos un estudio de un conjunto de cryoEM tubular de CA y una estructura de RMN de alta resoluci&#xF3;n de la CA dominio C-terminal (CTD) de d&#xED;mero. En la estructura de d&#xED;mero soluci&#xF3;n, los mon&#xF3;meros exhiben diferentes orientaciones relativas en comparaci&#xF3;n con las anteriores estructuras de rayos-X. La estructura de la soluci&#xF3;n encaja bien en el mapa de densidad EM, lo que sugiere que la interfaz de d&#xED;mero es retenido en la CA montado. Tambi&#xE9;n se identific&#xF3; una interfaz CTD-CTD en el local de triple eje en el mapa cryoEM y confirm&#xF3; su importancia funcional por mutag&#xE9;nesis. En el conjunto tubular, las interfaces de CA intermoleculares variar un poco, acomodar la asimetr&#xED;a presente en los tubos. Esto proporciona la plasticidad necesaria para permitir el control de la c&#xE1;pside v&#xED;rica des / montaje.

Convergencia estructural entre los Cryo-EM y RMN revela interacciones entre subunidades cr&#xED;ticos de la c&#xE1;pside del VIH-1 Funci&#xF3;n

Sous-100 nm creux superstructures de nanoparticules d&#x26;#39;or ont &#xE9;t&#xE9; pr&#xE9;par&#xE9;s d&#x26;#39;une mani&#xE8;re directe d&#x26;#39;un pot de r&#xE9;action. Un conjugu&#xE9; peptidique d&#x26;#39;or de liaison, C (6)-AA-PEP (Au) (PEP (Au) = AYSSGAPPMPPF), a &#xE9;t&#xE9; construit et utilis&#xE9; pour diriger la synth&#xE8;se simultan&#xE9;e et l&#x26;#39;assemblage de nanoparticules d&#x26;#39;or. Microscopie &#xE9;lectronique &#xE0; transmission et &#xE0; la tomographie &#xE9;lectronique a r&#xE9;v&#xE9;l&#xE9; que les superstructures sont uniformes et se composent de monodisperse des nanoparticules d&#x26;#39;or dispos&#xE9;es en une coquille sph&#xE9;rique monocouche.

Synth&#xE8;se rapide et de l&#x26;#39;Assembl&#xE9;e de l&#x26;#39;Afrique sub-100 Nm sph&#xE9;riques creuses superstructures nanoparticules d&#x26;#39;or

Unter 100 nm hohlen gold-Nanopartikel Aufbauten wurden als direkte ein-Topf-Reaktion vorbereitet. Ein Gold-Bindung-Peptid-Konjugat, C(6)-AA-PEP(Au) (PEP(Au) = AYSSGAPPMPPF), wurde gebaut und eingesetzt um die simultane Synthese und Montage von gold-Nanopartikeln zu leiten. Transmissionselektronenmikroskopie und Elektronenstrahl-Tomographie ergab, dass die Aufbauten einheitlich sind und aus monodispersen gold-Nanopartikel, die in einer kugelf&ouml;rmigen Monolage Shell angeordnet bestehen.

Z&uuml;gige Synthese und Montage von unter 100 nm hohlen sph&auml;risch gold-Nanopartikel Aufbauten.

Sovrastrutture di nanoparticelle d&#39;oro cavo sub-100 nm sono state preparate in una reazione diretta one-pot. Un coniugato peptide oro-associazione, C(6)-AA-PEP(Au) (PEP(Au) = AYSSGAPPMPPF), &egrave; stato costruito e utilizzato per dirigere la sintesi simultanea e assemblaggio di nanoparticelle d&#39;oro. Microscopia elettronica della trasmissione e tomografia elettrone ha rivelato che le sovrastrutture sono uniformi e costituiti da nanoparticelle monodisperse gold organizzate in un guscio sferico monostrato.

Rapida sintesi e assemblaggio di sovrastrutture nanoparticella d&#39;oro sferica cava sub-100 nm.

&#x5B50; 100 &#x7EB3;&#x7C73;&#x7A7A;&#x5FC3;&#x9EC4;&#x91D1;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x4E0A;&#x76D6;&#x88AB;&#x7F16;&#x5199;&#x7684;&#x76F4;&#x63A5;&#x4E00;&#x9505;&#x53CD;&#x5E94;&#x3002;&#x9EC4;&#x91D1;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x80BD;&#x5171;&#x8F6D;&#xFF0C;C(6)-AA-PEP(Au) (PEP(Au) = AYSSGAPPMPPF)&#x3001; &#x5EFA;&#x5E76;&#x7528;&#x4E8E;&#x76F4;&#x63A5;&#x540C;&#x65F6;&#x5408;&#x6210;&#x548C;&#x91D1;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x7684;&#x5927;&#x4F1A;&#x3002;&#x900F;&#x5C04;&#x7535;&#x5B50;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x548C;&#x7535;&#x5B50;&#x65AD;&#x5C42;&#x626B;&#x63CF;&#x53D1;&#x73B0;&#x4E0A;&#x90E8;&#x7ED3;&#x6784;&#x662F;&#x7EDF;&#x4E00;&#x548C;&#x9EC4;&#x91D1;&#x7684;&#x5355;&#x5206;&#x6563;&#x7EB3;&#x7C73;&#x5FAE;&#x7C92;&#x6392;&#x5217;&#x6210;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7403;&#x5F62;&#x5355;&#x5C42;&#x5916;&#x58F3;&#x7EC4;&#x6210;&#x3002;

&#x8FC5;&#x901F;&#x7684;&#x5408;&#x6210;&#x4E0E;&#x7EC4;&#x88C5;&#x5B50; 100 &#x7EB3;&#x7C73;&#x7A7A;&#x5FC3;&#x7403;&#x9EC4;&#x91D1;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x4E0A;&#x76D6;&#x3002;

Sub-100 nm hollow gold nanoparticle superstructures were prepared in a direct one-pot reaction. A gold-binding peptide conjugate, C(6)-AA-PEP(Au) (PEP(Au) = AYSSGAPPMPPF), was constructed and used to direct the simultaneous synthesis and assembly of gold nanoparticles. Transmission electron microscopy and electron tomography revealed that the superstructures are uniform and consist of monodisperse gold nanoparticles arranged into a spherical monolayer shell.

Expeditious synthesis and assembly of sub-100 nm hollow spherical gold nanoparticle superstructures.

&#x30B5;&#x30D6;100nm&#x306E;&#x4E2D;&#x7A7A;&#x91D1;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x306E;&#x4E0A;&#x90E8;&#x69CB;&#x9020;&#x306F;&#x3001;&#x76F4;&#x63A5;&#x30EF;&#x30F3;&#x30DD;&#x30C3;&#x30C8;&#x53CD;&#x5FDC;&#x3067;&#x8ABF;&#x88FD;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x91D1;&#x7D50;&#x5408;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x30B3;&#x30F3;&#x30B8;&#x30E5;&#x30B2;&#x30FC;&#x30C8;&#x3001;C&#xFF08;6&#xFF09;-AA-PEP&#x91D1;&#xFF08;Au&#xFF09;&#xFF08;PEP&#x91D1;&#xFF08;Au&#xFF09;= AYSSGAPPMPPF&#xFF09;&#x306F;&#x3001;&#x69CB;&#x7BC9;&#x3057;&#x3001;&#x91D1;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x306E;&#x540C;&#x6642;&#x5408;&#x6210;&#x3068;&#x30A2;&#x30BB;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EA;&#x3092;&#x6307;&#x793A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x900F;&#x904E;&#x578B;&#x96FB;&#x5B50;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x3068;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x30C8;&#x30E2;&#x30B0;&#x30E9;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x4E0A;&#x90E8;&#x69CB;&#x9020;&#x304C;&#x5747;&#x4E00;&#x3067;&#x3001;&#x7403;&#x72B6;&#x306E;&#x5358;&#x5206;&#x5B50;&#x5C64;&#x306E;&#x30B7;&#x30A7;&#x30EB;&#x306B;&#x914D;&#x7F6E;&#x5358;&#x5206;&#x6563;&#x91D1;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x304B;&#x3089;&#x6210;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x305F;&#x3002;

&#x30B5;&#x30D6;100nm&#x306E;&#x4E2D;&#x7A7A;&#x7403;&#x72B6;&#x91D1;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x8D85;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x8FC5;&#x901F;&#x5408;&#x6210;&#x3068;&#x30A2;&#x30BB;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EA;

&#xD558;&#xC704;-100 nm &#xD22C;&#xBA85; &#xACE8;&#xB4DC; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790; superstructures &#xC9C1;&#xC811; &#xD55C; &#xB0C4;&#xBE44; &#xBC18;&#xC751;&#xC5D0; &#xC900;&#xBE44;&#xAC00; &#xB418;&#xC5B4; &#xC788;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xACE8;&#xB4DC; &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; &#xACF5;&#xC561;, C(6)-AA-PEP(Au) (PEP(Au) = AYSSGAPPMPPF), &#xAC74;&#xC124; &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xB3D9;&#xC2DC; &#xD569;&#xC131; &#xBC0F; &#xAE08; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC758; &#xC870;&#xB9BD; &#xD558;&#xB294; &#xB370; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC804;&#xC1A1; &#xC804;&#xC790; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xBC0F; &#xC804;&#xC790; &#xB2E8;&#xCE35; &#xCD2C;&#xC601;&#xC740; superstructures &#xADE0;&#xC77C; &#xAD6C;&#xD615; &#xB2E8;&#xCE35; &#xAECD;&#xC9C8;&#xC5D0; &#xBC30;&#xC5F4; &#xB41C; &#xAE08; &#xB2E8; &#xBD84;&#xC0B0; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790;&#xC758; &#xAD6C;&#xC131; &#xACF5;&#xAC1C; &#xD588;&#xB2E4;.

&#xC2E0;&#xC18D;&#xD55C; &#xD569;&#xC131; &#xBC0F; &#xD558;&#xC704;-100 nm&#xC758; &#xAE08; &#xB098;&#xB178; &#xAD6C;&#xD615; &#xC785;&#xC790; superstructures &#xD560;&#xB85C;&#xC6B0;.

Sub-100 nm superestructuras huecas de nanopart&#xED;culas de oro se prepararon de una forma directa de un solo recipiente de reacci&#xF3;n. Un conjugado de p&#xE9;ptido oro de uni&#xF3;n, C (6)-AA-PEP (Au) (PEP (Au) = AYSSGAPPMPPF), fue construido y utilizado para dirigir la s&#xED;ntesis simult&#xE1;nea y montaje de las nanopart&#xED;culas de oro. Microscop&#xED;a electr&#xF3;nica de transmisi&#xF3;n y la tomograf&#xED;a electr&#xF3;nica, revel&#xF3; que las superestructuras son uniformes y se componen de nanopart&#xED;culas de oro monodispersas dispuestos en una c&#xE1;scara esf&#xE9;rica monocapa.

S&#xED;ntesis r&#xE1;pida y Asamblea de huecos debajo de los 100 Nm superestructuras de nanopart&#xED;culas esf&#xE9;ricas de oro

&#x4FEE;&#x526A;&#x86CB;&#x767D;&#x6297;&#x53CD;&#x8F6C;&#x5F55;&#x75C5;&#x6BD2;&#x611F;&#x67D3;&#xFF0C;&#x5305;&#x62EC;&#x7C7B;&#x578B;-1 &#x4EBA;&#x7C7B;&#x514D;&#x75AB;&#x7F3A;&#x9677;&#x75C5;&#x6BD2; &#xFF08;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2;-1&#xFF09;&#xFF0C;&#x5148;&#x5929;&#x514D;&#x75AB;&#x9632;&#x5FA1;&#x4E2D;&#x53D1;&#x6325;&#x91CD;&#x8981;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;&#x6052;&#x6CB3;&#x7334; TRIM5&alpha; (TRIM5&alpha;(rh)) &#x9488;&#x5BF9; hiv-1 &#x548C;&#x963B;&#x6B62;&#x611F;&#x67D3;&#x65E9;&#x671F;&#x9636;&#x6BB5;&#x8FDB;&#x5165;&#x540E;&#x524D;&#x9006;&#x8F6C;&#x5F55;&#x3002;&#x7814;&#x7A76;&#x8868;&#x660E; TRIM5&alpha; &#x5230;&#x7EC4;&#x88C5;&#x8863;&#x58F3;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x662F;&#x5FC5;&#x4E0D;&#x53EF;&#x5C11;&#x7684;&#x9650;&#x5236;&#xFF0C;&#x9700;&#x8981;&#x5377;&#x7EBF;&#x5708;&#x548C; B30.2/SPRY &#x57DF;&#xFF0C;&#x4F46;&#x9650;&#x5236;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x673A;&#x5236;&#x4ECD;&#x672A;&#x5B8C;&#x5168;&#x7406;&#x89E3;&#x3002;&#x5728;&#x6B64;&#x7814;&#x7A76;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8C03;&#x67E5;&#xFF0C;&#x7531;&#x51B7;&#x51BB;&#x7535;&#x955C;&#x7ED3;&#x5408;&#x8BF1;&#x53D8;&#x548C;&#x5316;&#x5B66;&#x4EA4;&#x8054;&#x3001; &#x76F4;&#x63A5;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x8863;&#x58F3;&#x86CB;&#x767D; (CA) &#x7A0B;&#x5E8F;&#x96C6;&#x548C;&#x7EAF;&#x51C0;&#x7684; TRIM5&alpha;(rh) &#x5305;&#x542B;&#x5377;&#x7EBF;&#x5708;&#x548C; SPRY &#x57DF; &#xFF08;CC-SPRY(rh))&#x3002;CC-SPRY(rh) &#x5BF9; CA &#x7684;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x96C6;&#x7684;&#x4F9D;&#x8D56;&#x4E8E;&#x6D53;&#x5EA6;&#x7684;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x8FD8;&#x6307;&#x51FA;&#xFF0C;&#x867D;&#x7136;&#x5728;&#x540C;&#x7B49;&#x6761;&#x4EF6;&#x4E0B;&#x4EBA;&#x4F53;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x672A;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x3002;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x662F;&#xFF0C;CC-SPRY(rh)&#xFF0C;&#x4F46;&#x4E0D;&#x662F;&#x5176;&#x4EBA;&#x7C7B;&#x7684;&#x5BF9;&#x5E94;&#xFF0C;&#x6270;&#x4E71; CA &#x7BA1;&#x5728;&#x975E;&#x968F;&#x673A;&#x7684;&#x65B9;&#x5F0F;&#xFF0C;&#x91CA;&#x653E;&#x788E;&#x7247;&#x7EC4;&#x6210;&#x7684; CA hexamers &#x4E0D;&#x5230;&#x5355;&#x4F53;&#x89E3;&#x79BB;&#x539F;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x79CD;&#x7ED3;&#x6784;&#x7684;&#x7834;&#x574F;&#x88AB;&#x963B;&#x6B62;&#x9664;&#x516D;&#x805A;&#x4F53;&#x4EA4;&#x8054;&#x7A81;&#x53D8;&#x4F53; P207C/T216C CA &#x4F7F;&#x7528;&#x4E8C;&#x786B;&#x952E; CTD CTD &#x4E09;&#x805A;&#x4F53;&#x754C;&#x9762;&#x7684;&#x8863;&#x58F3;&#x7684;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x96C6;&#xFF0C;&#x4F46;&#x4E0D;&#x662F;&#x901A;&#x8FC7; A14C/E45C NTD NTD &#x754C;&#x9762;&#x5185;-&#x516D;&#x805A;&#x4F53;&#x4EA4;&#x8054;&#x3002;&#x56FD;&#x7C73;-&#x516D;&#x805A;&#x4F53;&#x63A5;&#x53E3;&#x7684; TRIM5&alpha;(rh) &#x540C;&#x6837;&#x7684;&#x4E2D;&#x65AD;&#x5F71;&#x54CD;&#x4E5F;&#x51FA;&#x73B0;&#x7EAF;&#x51C0;&#x5B8C;&#x6574;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x82AF;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x63D0;&#x4F9B;&#x5173;&#x4E8E;&#x5982;&#x4F55; TRIM5&alpha; &#x6270;&#x4E71;&#x4E86;&#x75C5;&#x6BD2;&#x4F53;&#x6838;&#x5FC3;&#x7684;&#x89C1;&#x89E3;&#xFF0C;&#x5E76;&#x8BC1;&#x660E;&#x75C5;&#x6BD2;&#x8863;&#x58F3;&#x7531; TRIM5&alpha; &#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x635F;&#x4F24;&#x53EF;&#x80FD;&#x662F; TRIM5&alpha; &#x4ECB;&#x5BFC;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x9650;&#x5236;&#x7684;&#x673A;&#x5236;&#x7684;&#x91CD;&#x8981;&#x7EC4;&#x6210;&#x90E8;&#x5206;&#x3002;

&#x6052;&#x6CB3;&#x7334; TRIM5&alpha; &#x6270;&#x4E71;&#x4E86; hiv-1 inter-&#x516D;&#x805A;&#x4F53;&#x7684;&#x63A5;&#x53E3;&#x3002;

TRIM proteins play important roles in the innate immune defense against retroviral infection, including human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1). Rhesus macaque TRIM5Î± (TRIM5Î±(rh)) targets the HIV-1 capsid and blocks infection at an early post-entry stage, prior to reverse transcription. Studies have shown that binding of TRIM5Î± to the assembled capsid is essential for restriction and requires the coiled-coil and B30.2/SPRY domains, but the molecular mechanism of restriction is not fully understood. In this study, we investigated, by cryoEM combined with mutagenesis and chemical cross-linking, the direct interactions between HIV-1 capsid protein (CA) assemblies and purified TRIM5Î±(rh) containing coiled-coil and SPRY domains (CC-SPRY(rh)). Concentration-dependent binding of CC-SPRY(rh) to CA assemblies was observed, while under equivalent conditions the human protein did not bind. Importantly, CC-SPRY(rh), but not its human counterpart, disrupted CA tubes in a non-random fashion, releasing fragments of protofilaments consisting of CA hexamers without dissociation into monomers. Furthermore, such structural destruction was prevented by inter-hexamer crosslinking using P207C/T216C mutant CA with disulfide bonds at the CTD-CTD trimer interface of capsid assemblies, but not by intra-hexamer crosslinking via A14C/E45C at the NTD-NTD interface. The same disruption effect by TRIM5Î±(rh) on the inter-hexamer interfaces also occurred with purified intact HIV-1 cores. These results provide insights concerning how TRIM5Î± disrupts the virion core and demonstrate that structural damage of the viral capsid by TRIM5Î± is likely one of the important components of the mechanism of TRIM5Î±-mediated HIV-1 restriction.

Rhesus TRIM5Î± disrupts the HIV-1 capsid at the inter-hexamer interfaces.

Prot&#xE9;ines TRIM jouent un r&#xF4;le important dans la d&#xE9;fense immunitaire inn&#xE9;e contre l&#x26;#39;infection r&#xE9;trovirale, y compris le type-1 du virus de l&#x26;#39;immunod&#xE9;ficience humaine (VIH-1). Macaque rh&#xE9;sus TRIM5&#x3B1; (TRIM5&#x3B1; (HR)) vise la capside du VIH-1 et bloque l &#x26;#39;infection &#xE0; un stade pr&#xE9;coce post-ouverture de la phase, avant la transcription inverse. Des &#xE9;tudes ont montr&#xE9; que la liaison de TRIM5&#x3B1; &#xE0; la capside assembl&#xE9;e est essentielle pour la restriction et exige que les domaines coiled-coil et B30.2/SPRY, mais le m&#xE9;canisme mol&#xE9;culaire de restriction n&#x26;#39;est pas enti&#xE8;rement comprise. Dans cette &#xE9;tude, nous avons &#xE9;tudi&#xE9;, par cryoEM combin&#xE9;e avec la mutagen&#xE8;se et la r&#xE9;ticulation chimique, les interactions directes entre le VIH-1 prot&#xE9;ine de capside (CA) et assembl&#xE9;es purifi&#xE9; TRIM5&#x3B1; (rh) contenant coiled-coil et domaines SPRY (CC-SPRY (rh )). Concentration de liaison d&#xE9;pendant du CC-SPRY (HR) &#xE0; des ensembles CA a &#xE9;t&#xE9; observ&#xE9;e, tandis que dans des conditions &#xE9;quivalentes de la prot&#xE9;ine humaine ne se lie pas. Il est important, CC-SPRY (HR), mais pas son homologue humain, perturb&#xE9; tubes CA d&#x26;#39;une mani&#xE8;re non-al&#xE9;atoire, en lib&#xE9;rant des fragments de protofilaments constitu&#xE9;s d&#x26;#39;hexam&#xE8;res CA sans dissociation en monom&#xE8;res. En outre, une telle destruction structurelle a &#xE9;t&#xE9; emp&#xEA;ch&#xE9; par inter-hexam&#xE8;re r&#xE9;ticulation &#xE0; l&#x26;#39;aide P207C/T216C mutant CA avec des liaisons disulfures &#xE0; l&#x26;#39;interface CTD-CTD trim&#xE8;re d&#x26;#39;assemblages de capside, mais pas par voie intra-hexam&#xE8;re r&#xE9;ticulation par A14C/E45C &#xE0; l&#x26;#39;interface NTD-NTD. L&#x26;#39;effet des perturbations m&#xEA;me par TRIM5&#x3B1; (HR) sur les interfaces inter-hexam&#xE8;res &#xE9;galement eu lieu avec purifi&#xE9; intacts du VIH-1 des noyaux. Ces r&#xE9;sultats fournissent un aper&#xE7;u quant &#xE0; la mani&#xE8;re TRIM5&#x3B1; perturbe le noyau virion et de d&#xE9;montrer que les dommages structurels de la capside virale par TRIM5&#x3B1; est probablement l&#x26;#39;une des composantes importantes du m&#xE9;canisme de m&#xE9;diation TRIM5&#x3B1;-VIH-1 de restriction.

Rh&#xE9;sus TRIM5&#x3B1; perturbe la capside du VIH-1 au niveau des interfaces inter-hexam&#xE8;res

&#x5927;&#x5C0F;&#x63A7;&#x5236;&#x5BFC;&#x5411;&#x80BD;&#x5408;&#x6210;&#x7684;&#x7A7A;&#x5FC3;&#x7403;&#x72B6;&#x91D1;&#x7EB3;&#x7C73;&#x7C92;&#x5B50;&#x4E0A;&#x76D6;&#x3002;

Size-controlled peptide-directed synthesis of hollow spherical gold nanoparticle superstructures.

Taille-contr&#xF4;l&#xE9;e Peptide-synth&#xE8;se dirig&#xE9;e de sph&#xE9;riques creuses superstructures nanoparticules d&#x26;#39;or

Gr&ouml;&szlig;e-gesteuert unter der Regie von Peptid Synthese von hohlen sph&auml;risch gold-Nanopartikel-Aufbauten.

Dimensione controllata diretto del peptide sintesi di sovrastrutture cavit&agrave; sferica nanoparticella d&#39;oro.

&#x4E2D;&#x7A7A;&#x7403;&#x72B6;&#x91D1;&#x30CA;&#x30CE;&#x7C92;&#x5B50;&#x8D85;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x30B5;&#x30A4;&#x30BA;&#x5236;&#x5FA1;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x4E3B;&#x5C0E;&#x306E;&#x5408;&#x6210;

&#xC18D;&#xC774; &#xBE48; &#xAD6C;&#xD615; &#xACE8;&#xB4DC; &#xB098;&#xB178; &#xC785;&#xC790; superstructures&#xC758; &#xD569;&#xC131; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; &#xAC10;&#xB3C5;&#xC744; &#xD06C;&#xAE30; &#xC81C;&#xC5B4;.

Tama&#xF1;o controlado por p&#xE9;ptido dirigido S&#xED;ntesis de superestructuras huecas esf&#xE9;ricas de oro nanopart&#xED;culas

Cryo-Elektron Tomographie (CryoET) erm&ouml;glicht die 3D Visualisierung von Zellstrukturen Molekulare Aufl&ouml;sung in einem Ende-zu-nativ-Zustand und hat somit das Potenzial, zur fr&uuml;hen Ereignisse von HIV-1 Infektion in Wirtszellen zu erhellen. Jedoch wurden strukturelle Details f&uuml;r die HIV-1 Infektion nicht, aufgrund der technologischen Herausforderungen im Umgang mit seltenen und dynamische HIV-1-Partikel in den menschlichen Zellen beobachtet. Hier berichten wir Strukturanalyse von HIV-1 und Host-Zell-Interaktionen durch eine Korrelative Hochgeschwindigkeits-3D live-Cell-Imaging und CryoET Methode. Mit dieser Methode, unter fast Native Bedingungen zeigten wir, dass intakte Hyperstable werden mutant HIV-1-Kerne in das Zytoplasma der Wirtszellen abgegeben. Wir erhielten weitere direkte Hinweise darauf, dass ein Hyperstable mutant Kapsid, E45A, zeigte im Vergleich zu Wildtyp-Kapsid verz&ouml;gerte Kapsid-Demontage. Diese Ergebnisse werden gemeinsam die Vorteile unserer Korrelative Leben-Zelle und CryoET Ansatz f&uuml;r imaging-dynamische Prozesse, wie virale Infektion.

Direkte Visualisierung der HIV-1 mit Korrelative Mikroskopie und Cryo-Elektron Tomographie von Leben-Zelle.

&#x4F4E;&#x6E29;&#x7535;&#x5B50;&#x65AD;&#x5C42;&#x626B;&#x63CF; (cryoET) &#x5728;&#x5173;&#x95ED;&#x5230;&#x672C;&#x673A;&#x72B6;&#x6001;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x5141;&#x8BB8;&#x7684;&#x8702;&#x7A9D;&#x7ED3;&#x6784;&#x7684; 3D &#x53EF;&#x89C6;&#x5316;&#xFF0C;&#x56E0;&#x6B64;&#x5177;&#x6709;&#x7684;&#x6F5C;&#x529B;&#xFF0C;&#x5E2E;&#x52A9;&#x6F84;&#x6E05;&#x5728;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4E2D;&#x7684; hiv-1 &#x611F;&#x67D3;&#x7684;&#x65E9;&#x671F;&#x4E8B;&#x4EF6;&#x3002;&#x4F46;&#x662F;&#xFF0C;&#x611F;&#x67D3;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x7ED3;&#x6784;&#x7EC6;&#x8282;&#x5E76;&#x672A;&#x5F97;&#x5230;&#x9075;&#x5B88;&#xFF0C;&#x7531;&#x4E8E;&#x73CD;&#x7A00;&#x52A8;&#x6001;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x7C92;&#x5B50;&#x5728;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4E2D;&#x4E0E;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x4E2D;&#x7684;&#x6280;&#x672F;&#x96BE;&#x9898;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x901A;&#x8FC7;&#x4F7F;&#x7528;&#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x9AD8;&#x901F; 3D &#x6D3B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6210;&#x50CF;&#x548C; cryoET &#x65B9;&#x6CD5;&#x62A5;&#x544A;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x4E0E;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x5206;&#x6790;&#x3002;&#x4F7F;&#x7528;&#x8FD9;&#x79CD;&#x65B9;&#x6CD5;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x663E;&#x793A;&#x672C;&#x673A;&#x9644;&#x8FD1;&#x6761;&#x4EF6;&#x4E0B;&#xFF0C;&#x4E0D;&#x53D8;&#x7684;&#x8D85;&#x7A33;&#x5B9A;&#x7A81;&#x53D8;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x82AF;&#x88AB;&#x91CA;&#x653E;&#x5230;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x7EC6;&#x80DE;&#x8D28;&#x4E2D;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FDB;&#x4E00;&#x6B65;&#x83B7;&#x5F97;&#x76F4;&#x63A5;&#x7684;&#x8BC1;&#x636E;&#x8868;&#x660E;&#xFF0C;&#x8D85;&#x7A33;&#x5B9A;&#x7A81;&#x53D8;&#x4F53;&#x8863;&#x58F3;&#xFF0C;E45A&#xFF0C;&#x663E;&#x793A;&#x5EF6;&#x8FDF;&#x7684;&#x8863;&#x58F3;&#x53CD;&#x6C47;&#x7F16;&#x76F8;&#x6BD4;&#x91CE;&#x751F;&#x578B;&#x8863;&#x58F3;&#x3002;&#x5171;&#x540C;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x8868;&#x660E;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x76F8;&#x5173;&#x6D3B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x548C;&#x6210;&#x50CF;&#x52A8;&#x6001;&#x8FDB;&#x7A0B;&#xFF0C;&#x5982;&#x75C5;&#x6BD2;&#x6027;&#x611F;&#x67D3; cryoET &#x65B9;&#x6CD5;&#x7684;&#x4F18;&#x70B9;&#x3002;

&#x76F4;&#x63A5;&#x53EF;&#x89C6;&#x5316;&#x7684;&#x827E;&#x6ECB;&#x75C5;&#x6BD2; 1 &#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x6D3B;&#x7EC6;&#x80DE;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x548C;&#x4F4E;&#x6E29;&#x7535;&#x5B50;&#x65AD;&#x5C42;&#x626B;&#x63CF;&#x3002;

Cryo-electron tomography (cryoET) allows 3D visualization of cellular structures at molecular resolution in a close-to-native state and therefore has the potential to help elucidate early events of HIV-1 infection in host cells. However, structural details of infecting HIV-1 have not been observed, due to technological challenges in working with rare and dynamic HIV-1 particles in human cells. Here, we report structural analysis of HIV-1 and host-cell interactions by means of a correlative high-speed 3D live-cell-imaging and cryoET method. Using this method, we showed under near-native conditions that intact hyperstable mutant HIV-1 cores are released into the cytoplasm of host cells. We further obtained direct evidence to suggest that a hyperstable mutant capsid, E45A, showed delayed capsid disassembly compared to the wild-type capsid. Together, these results demonstrate the advantages of our correlative live-cell and cryoET approach for imaging dynamic processes, such as viral infection.

Direct visualization of HIV-1 with correlative live-cell microscopy and cryo-electron tomography.

Cryo-tomographie &#xE9;lectronique (cryoET) permet la visualisation 3D des structures cellulaires &#xE0; la r&#xE9;solution mol&#xE9;culaire dans un &#xE9;tat proche de l&#x26;#39;origine et a donc le potentiel pour aider &#xE0; &#xE9;lucider les &#xE9;v&#xE9;nements pr&#xE9;coces de l&#x26;#39;infection VIH-1 dans les cellules h&#xF4;tes. Cependant, les d&#xE9;tails structurels de l&#x26;#39;infection VIH-1 n&#x26;#39;ont pas &#xE9;t&#xE9; observ&#xE9;es, en raison de probl&#xE8;mes technologiques dans le travail avec de rares et dynamique du VIH-1 particules dans les cellules humaines. Ici, nous rapportons l&#x26;#39;analyse structurale du VIH-1 et la cellule h&#xF4;te interactions au moyen d&#x26;#39;un corr&#xE9;lative &#xE0; haute vitesse 3D des cellules vivantes d&#x26;#39;imagerie et de la m&#xE9;thode cryoET. En utilisant cette m&#xE9;thode, nous avons montr&#xE9; dans des conditions proches des conditions qui indig&#xE8;nes intactes hyperstable mutantes du VIH-1 sont des noyaux lib&#xE9;r&#xE9; dans le cytoplasme des cellules h&#xF4;tes. Nous avons en outre obtenu des preuves directes permettant de penser qu&#x26;#39;une capside hyperstable mutant, E45A, a montr&#xE9; le d&#xE9;montage retard&#xE9; capside par rapport &#xE0; la capside de type sauvage. Ensemble, ces r&#xE9;sultats d&#xE9;montrent les avantages de notre approche des cellules vivantes et cryoET corr&#xE9;lative des processus dynamiques d&#x26;#39;imagerie, telles que l&#x26;#39;infection virale.

Visualisation directe du VIH-1 avec corr&#xE9;lative des cellules vivantes en microscopie et microscopie cryo-&#xE9;lectronique

Tomografia Cryo-elettrone (cryoET) permette la visualizzazione 3D di strutture cellulari con risoluzione molecolare in uno stato vicino al codice nativo e quindi ha il potenziale per contribuire a delucidare eventi precoce dell&#39;infezione da HIV-1 in cellule ospiti. Tuttavia, dettagli strutturali dell&#39;infezione HIV-1 non sono state osservate, a causa di sfide tecnologiche nella lavorazione con rare e dinamici particelle di HIV-1 nelle cellule umane. Riportiamo l&#39;analisi strutturale delle interazioni dell&#39;HIV-1 e cellula ospite mediante un correlativo ad alta velocit&agrave; 3D live-cella-imaging e cryoET Metodo. Utilizzando questo metodo, vi abbiamo mostrato in condizioni quasi nativa che hyperstable intatta mutante nuclei di HIV-1 sono rilasciati nel citoplasma delle cellule ospiti. Abbiamo ottenuto ulteriori prove dirette a suggerire che un hyperstable mutante capside, E45A, ha mostrato lo smontaggio del capside ritardato rispetto al capside del selvaggio-tipo. Insieme, questi risultati dimostrano i vantaggi del nostro vivere-cella correlativo e cryoET approccio per processi dinamici, quali infezioni virali di imaging.

Visualizzazione diretta di HIV-1 con correlativa Tomografia di microscopia e cryo-elettrone live-cella.

&#x4F4E;&#x6E29;&#x96FB;&#x5B50;&#x65AD;&#x5C64;&#x64AE;&#x5F71;&#x6CD5;&#xFF08;cryoET&#xFF09;&#x304C;&#x8FD1;&#x3044;&#x304B;&#x3089;&#x30CD;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x72B6;&#x614B;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x3067;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;3&#x6B21;&#x5143;&#x53EF;&#x8996;&#x5316;&#x3092;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x3001;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x7D30;&#x80DE;&#x5185;&#x3067;HIV-1&#x611F;&#x67D3;&#x306E;&#x521D;&#x671F;&#x30A4;&#x30D9;&#x30F3;&#x30C8;&#x3092;&#x89E3;&#x660E;&#x3059;&#x308B;&#x306E;&#x306B;&#x5F79;&#x7ACB;&#x3064;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3092;&#x79D8;&#x3081;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3057;&#x304B;&#x3057;&#x3001;HIV-1&#x611F;&#x67D3;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x8A73;&#x7D30;&#x306F;&#x3001;&#x30D2;&#x30C8;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x3067;&#x306F;&#x7A00;&#x306A;&#x3001;&#x52D5;&#x7684;&#x306A;HIV-1&#x7C92;&#x5B50;&#x3092;&#x6271;&#x3046;&#x969B;&#x306B;&#x6280;&#x8853;&#x7684;&#x306A;&#x8AB2;&#x984C;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3001;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x306A;&#x3044;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x76F8;&#x95A2;&#x306E;&#x9AD8;&#x901F;3D&#x30E9;&#x30A4;&#x30D6;&#x30BB;&#x30EB;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x3068;cryoET&#x6CD5;&#x306B;&#x3088;&#x308A;HIV-1&#x3068;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x89E3;&#x6790;&#x3092;&#x5831;&#x544A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30E1;&#x30BD;&#x30C3;&#x30C9;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x305D;&#x306E;&#x307E;&#x307E;hyperstable&#x5909;&#x7570;HIV-1&#x30B3;&#x30A2;&#x304C;&#x5BBF;&#x4E3B;&#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x8CEA;&#x306B;&#x653E;&#x51FA;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x3001;&#x30CD;&#x30A4;&#x30C6;&#x30A3;&#x30D6;&#x306B;&#x8FD1;&#x3044;&#x6761;&#x4EF6;&#x4E0B;&#x3067;&#x8A8D;&#x3081;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3055;&#x3089;&#x306B;hyperstable&#x5909;&#x7570;&#x4F53;&#x30AB;&#x30D7;&#x30B7;&#x30C9;&#x3001;E45A&#x306F;&#x3001;&#x9045;&#x5EF6;&#x306F;&#x3001;&#x91CE;&#x751F;&#x578B;&#x30AB;&#x30D7;&#x30B7;&#x30C9;&#x306B;&#x6BD4;&#x3079;&#x3066;&#x5206;&#x89E3;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D7;&#x30B7;&#x30C9;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x305F;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3059;&#x308B;&#x76F4;&#x63A5;&#x7684;&#x306A;&#x8A3C;&#x62E0;&#x3092;&#x5F97;&#x305F;&#x3002;&#x4E00;&#x7DD2;&#x306B;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;&#x611F;&#x67D3;&#x306A;&#x3069;&#x306E;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30C3;&#x30AF;&#x306A;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x3001;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306E;&#x76F8;&#x95A2;&#x751F;&#x7D30;&#x80DE;&#x3068;cryoET&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x306E;&#x5229;&#x70B9;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x9593;&#x306E;&#x76F8;&#x95A2;&#x304C;&#x751F;&#x7D30;&#x80DE;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x3068;&#x30AF;&#x30E9;&#x30A4;&#x30AA;&#x96FB;&#x5B50;&#x7DDA;&#x30C8;&#x30E2;&#x30B0;&#x30E9;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x306B;&#x3088;&#x308B;HIV-1&#x306E;&#x76F4;&#x63A5;&#x53EF;&#x8996;&#x5316;

&#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294;-&#xC804;&#xC790; &#xB2E8;&#xCE35; (cryoET) &#xAC00;&#xAE4C;&#xC6B4; &#xAE30;&#xBCF8; &#xC0C1;&#xD0DC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBD84;&#xC790; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xC138;&#xD3EC; &#xAD6C;&#xC870;&#xC758; 3D &#xC2DC;&#xAC01;&#xD654;&#xB97C; &#xD5C8;&#xC6A9; &#xD558; &#xACE0; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0; &#xC788;&#xB294; &#xC5D0;&#xC774;&#xC988;-1 &#xAC10;&#xC5FC;&#xC758; &#xCD08;&#xAE30; &#xC774;&#xBCA4;&#xD2B8;&#xB97C; &#xBA85;&#xB8CC; &#xD558; &#xAC8C; &#xB3C4;&#xC6C0;&#xC744; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC774; &#xC788;&#xB2E4;. &#xADF8;&#xB7EC;&#xB098;, &#xC5D0;&#xC774;&#xC988;-1 &#xAC10;&#xC5FC;&#xC758; &#xC138;&#xBD80; &#xAD6C;&#xC870; &#xD558;&#xC9C0; &#xAD00;&#xCC30; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;, &#xC778;&#xAC04;&#xC758; &#xC138;&#xD3EC;&#xC5D0; &#xC788;&#xB294; &#xC5D0;&#xC774;&#xC988;-1 &#xC785;&#xC790; &#xD76C;&#xADC0; &#xD558; &#xACE0; &#xB3D9;&#xC801; &#xC791;&#xC5C5;&#xC758; &#xAE30;&#xC220; &#xACFC;&#xC81C; &#xB54C;&#xBB38;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC0C1;&#xD638; &#xACE0;&#xC18D; 3D &#xB77C;&#xC774;&#xBE0C; &#xC138;&#xD3EC; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xBC0F; cryoET &#xBA54;&#xC11C;&#xB4DC;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xAD6C;&#xC870; &#xD574;&#xC11D; &#xBC0F; &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xC138;&#xD3EC; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC758; &#xBCF4;&#xACE0;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBA54;&#xC11C;&#xB4DC;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xADF8;&#xB300;&#xB85C; hyperstable &#xADFC;&#xCC98;-&#xB124;&#xC774;&#xD2F0;&#xBE0C; &#xC870;&#xAC74;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC0B4;&#xD3B4;&#xBCF8; &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; HIV 1 &#xCF54;&#xC5B4; &#xD638;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xC138;&#xD3EC;&#xC9C8;&#xC5D0; &#xD574;&#xC81C; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC; &#xB354; &#xC9C1;&#xC811;&#xC801;&#xC778; &#xC99D;&#xAC70;&#xB97C; &#xC81C;&#xC548; &#xD558;&#xB294; hyperstable &#xB3CC;&#xC5F0;&#xBCC0;&#xC774; capsid, E45A, &#xC57C;&#xC0DD;-&#xD0C0;&#xC785; capsid&#xC5D0; &#xBE44;&#xD574; &#xC9C0;&#xC5F0;&#xB41C; capsid &#xB514;&#xC2A4;&#xC5B4;&#xC148;&#xBE14;&#xB9AC;&#xB97C; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC5BB;&#xC744;. &#xD568;&#xAED8;, &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC0C1;&#xD638; &#xB77C;&#xC774;&#xBE0C; &#xC140; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xBC14;&#xC774;&#xB7EC;&#xC2A4; &#xAC10;&#xC5FC; &#xB4F1;&#xC758; &#xB3D9;&#xC801; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xB97C; &#xC704;&#xD55C; cryoET &#xBC29;&#xBC95;&#xC758; &#xC7A5;&#xC810;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC0C1;&#xD638; &#xB77C;&#xC774;&#xBE0C; &#xC140; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC; &#xBC95; &#xBC0F; &#xACF3;&#xC744; &#xC54C;&#xC544;&#xB0B4;&#xB294;-&#xC804;&#xC790; &#xB2E8;&#xCE35; &#xCD2C;&#xC601;&#xACFC; V 1&#xC758; &#xC9C1;&#xC811; &#xC2DC;&#xAC01;&#xD654;.

Cryo-tomograf&#xED;a electr&#xF3;nica (cryoET) permite la visualizaci&#xF3;n en 3D de las estructuras celulares con resoluci&#xF3;n molecular en un estado cercano al nativo y por lo tanto, tiene el potencial para ayudar a esclarecer los acontecimientos iniciales de la infecci&#xF3;n VIH-1 en las c&#xE9;lulas hu&#xE9;sped. Sin embargo, los detalles estructurales de infectar el VIH-1 no se han observado, debido a problemas tecnol&#xF3;gicos en el trabajo con raras y din&#xE1;mica del VIH-1 part&#xED;culas en las c&#xE9;lulas humanas. Aqu&#xED;, se presenta el an&#xE1;lisis estructural del VIH-1 y las interacciones c&#xE9;lula hu&#xE9;sped por medio de un correlativo de alta velocidad 3D en vivo de c&#xE9;lulas de im&#xE1;genes y m&#xE9;todo cryoET. El uso de este m&#xE9;todo, se mostr&#xF3; en condiciones pr&#xF3;ximas a las condiciones que nativos intactos hiperestable mutantes del VIH-1 n&#xFA;cleos son liberados en el citoplasma de las c&#xE9;lulas hu&#xE9;sped. Hemos obtenido m&#xE1;s evidencia directa que sugiera que un hiperestable c&#xE1;pside mutante, E45A, mostr&#xF3; retrasa el desmontaje c&#xE1;pside en comparaci&#xF3;n con la c&#xE1;pside de tipo salvaje. En conjunto, estos resultados ponen de manifiesto las ventajas de nuestro enfoque correlato en vivo de las c&#xE9;lulas y cryoET de im&#xE1;genes de procesos din&#xE1;micos, como la infecci&#xF3;n viral.

La visualizaci&#xF3;n directa del VIH-1 con el correlativo en vivo de c&#xE9;lulas de Microscop&#xED;a y tomograf&#xED;a crio-electr&#xF3;nica

Cryo-electron tomography (cryo-ET) has enabled high resolution three-dimensional(3D) structural analysis of virus and host cell interactions and many cell signaling events; these studies, however, have largely been limited to very thin, peripheral regions of eukaryotic cells or to small prokaryotic cells. Recent efforts to make thin, vitreous sections using cryo-ultramicrotomy have been successful, however,this method is technically very challenging and with many artifacts. Here, we report a simple and robust method for creating in situ, frozen-hydrated cell lamellas using a focused ion beam at cryogenic temperature (cryo-FIB), allowing access to any interior cellular regions of interest. We demonstrate the utility of cryo-FIB with high resolution 3D cellular structures from both bacterial cells and large mammalian cells. The method will not only facilitate high-throughput 3D structural analysis of biological specimens, but is also broadly applicable to sample preparation of thin films and surface materials without the need for FIB "lift-out".

3D structure determination of native mammalian cells using cryo-FIB and cryo-electron tomography.

Tomographie Cryo-electron (cryo-HE) a permis l&#39;analyse structurale tridimensionnelle &agrave; haute r&eacute;solution de virus et les interactions cellule h&ocirc;te et les nombreux &eacute;v&eacute;nements de signalisation cellulaire ; Ces &eacute;tudes, cependant, ont &eacute;t&eacute; en grande partie limit&eacute;es aux r&eacute;gions tr&egrave;s minces, p&eacute;riph&eacute;riques des cellules eucaryotes ou de petites cellules procaryotes. Les efforts r&eacute;cents pour rendre les sections minces et vitreuses, en utilisant cryo-ultramicrotomy ont r&eacute;ussi, cependant, cette m&eacute;thode est techniquement tr&egrave;s difficile et avec nombreux artefacts. Nous rapportons ici une m&eacute;thode simple et robuste pour la cr&eacute;ation de lamelles de cellules in situ, gel&eacute;-hydrat&eacute; &agrave; l&#39;aide d&#39;un faisceau ionique focalis&eacute; &agrave; temp&eacute;rature cryog&eacute;nique (cryo-FIB), permettant d&#39;acc&eacute;der &agrave; n&#39;importe quel int&eacute;rieures r&eacute;gions cellulaires d&#39;int&eacute;r&ecirc;t. Nous d&eacute;montrent l&#39;utilit&eacute; de cryo-FIB avec structures cellulaires 3D de haute r&eacute;solution de cellules bact&eacute;riennes et de grandes cellules de mammif&egrave;res. La m&eacute;thode ne facilitera pas seulement haut d&eacute;bit 3D analyse structurale des sp&eacute;cimens biologiques, mais il est &eacute;galement applicable &agrave; la pr&eacute;paration de l&#39;&eacute;chantillon de couches minces et des mat&eacute;riaux de surface sans besoin de FIB &laquo; lift-out &raquo;.

D&eacute;termination de la structure 3D des cellules de mammif&egrave;res indig&egrave;nes en utilisant la tomographie cryo-FIB et cryo-electron.

Tomografia Cryo-elettrone (cryo-ET) ha permesso ad alta risoluzione three-dimensional(3D) strutturale analisi dei virus e interazioni cellula ospitante e molti eventi di segnalazione cellulare; questi studi, tuttavia, sono in gran parte stati limitati alle regioni periferiche, molto sottile di cellule eucariotiche o a piccole cellule procariote. Recenti sforzi per rendere le sezioni sottili, vitrei utilizzando cRIO-ultramicrotomia hanno avuto successo, tuttavia, questo metodo &egrave; tecnicamente molto impegnativo e con molti manufatti. Qui, segnaliamo un metodo semplice e robusto per la creazione di lamelle di cella in situ, congelati-idratata utilizzando un fascio ionico focalizzato a temperature criogeniche (cryo-FIB), permettendo l&#39;accesso a qualsiasi interni cellulare regioni di interesse. Noi dimostrare l&#39;utilit&agrave; di cryo-FIB con strutture cellulari 3D ad alta risoluzione da cellule batteriche e da grandi cellule di mammiferi. Il metodo solo non faciliter&agrave; l&#39;analisi strutturale 3D high-throughput di campioni biologici, ma &egrave; anche ampiamente applicabile alla preparazione del campione di film sottili e materiali della superficie senza la necessit&agrave; di FIB &quot;portatutto&quot;.

Determinazione della struttura tridimensionale di cellule di mammifero native tramite tomografia cryo-FIB e cryo-elettrone.

During retrovirus particle maturation, the assembled Gag polyprotein is cleaved by the viral protease into matrix (MA), capsid (CA), and nucleocapsid (NC) proteins. To form the mature viral capsid, CA rearranges, resulting in a lattice composed of hexameric and pentameric CA units. Recent structural studies of assembled HIV-1 CA revealed several inter-subunit interfaces in the capsid lattice, including a three-fold interhexamer interface that is critical for proper capsid stability. Although a general architecture of immature particles has been provided by cryo-electron tomographic studies, the structural details of the immature particle and the maturation pathway remain unknown. Here, we used cryo-electron microscopy (cryoEM) to determine the structure of tubular assemblies of the HIV-1 CA-SP1-NC protein. Relative to the mature assembled CA structure, we observed a marked conformational difference in the position of the CA-CTD relative to the NTD in the CA-SP1-NC assembly, involving the flexible hinge connecting the two domains. This difference was verified via engineered disulfide crosslinking, revealing that inter-hexamer contacts, in particular those at the pseudo three-fold axis, are altered in the CA-SP1-NC assemblies compared to the CA assemblies. Results from crosslinking analyses of mature and immature HIV-1 particles containing the same Cys substitutions in the Gag protein are consistent with these findings. We further show that cleavage of preassembled CA-SP1-NC by HIV-1 protease in vitro leads to release of SP1 and NC without disassembly of the lattice. Collectively, our results indicate that the proteolytic cleavage of Gag leads to a structural reorganization of the polypeptide and creates the three-fold interhexamer interface, important for the formation of infectious HIV-1 particles.

Protease cleavage leads to formation of mature trimer interface in HIV-1 capsid.

Au cours de la maturation de particule r&eacute;trovirus, la polyprot&eacute;ine Gag assembl&eacute; est cliv&eacute; par la prot&eacute;ase virale dans la matrice (MA), capside (CA) et les prot&eacute;ines nucl&eacute;ocapside (NC). Pour former la capside virale mature, CA transpose, r&eacute;sultant dans un r&eacute;seau compos&eacute; d&#39;unit&eacute;s de CA hexam&eacute;rique et pentam&eacute;rique. R&eacute;centes &eacute;tudes structurales de l&#39;assembl&eacute; du VIH-1 CA a r&eacute;v&eacute;l&eacute; plusieurs interfaces inter-subunit dans le r&eacute;seau de la capside, y compris une triple interface interhexamer qui est essentielle pour la stabilit&eacute; de la capside appropri&eacute;e. Une architecture g&eacute;n&eacute;rale des particules immatures ont &eacute;t&eacute; donn&eacute;es par les &eacute;tudes tomographie cryo-&eacute;lectronique, les d&eacute;tails de la particule immature et la voie de maturation demeurent inconnues. Ici, nous avons utilis&eacute; la cryo microscopie &eacute;lectronique (cryoEM) pour d&eacute;terminer la structure des assemblages tubulaires de la prot&eacute;ine de HIV-1 CA-SP1-NC. Par rapport &agrave; la structure de CA Assembl&eacute;e mature, nous avons observ&eacute; une nette diff&eacute;rence de conformation dans la position du CA-CTD par rapport &agrave; l&#39;ATN dans l&#39;Assembl&eacute;e de CA-SP1-NC, impliquant la charni&egrave;re flexible reliant les deux domaines. Cette diff&eacute;rence a &eacute;t&eacute; v&eacute;rifi&eacute; par l&#39;interm&eacute;diaire de r&eacute;ticulation disulfure machin&eacute;, r&eacute;v&eacute;lant qu&#39;inter-hexam&egrave;re contacte, en particulier ceux de la pseudo axe triple, sont alt&eacute;r&eacute;es dans les assemblys de CA-SP1-NC par rapport aux assemblys CA. Les r&eacute;sultats des analyses de la r&eacute;ticulation des particules de VIH-1 matures et immatures, contenant les m&ecirc;mes substitutions Cys dans la prot&eacute;ine Gag sont conformes &agrave; ces recommandations. En outre nous montrent que le clivage CA-SP1-NC pr&eacute;mont&eacute;e de prot&eacute;ase du VIH-1 in vitro entra&icirc;ne la lib&eacute;ration de SP1 et NC sans d&eacute;montage du treillis. Collectivement, nos r&eacute;sultats indiquent que le clivage prot&eacute;olytique de Gag conduit &agrave; une r&eacute;organisation structurelle du polypeptide et cr&eacute;e l&#39;interface interhexamer triple, important pour la formation de particules infectieuses de VIH-1.

Clivage de prot&eacute;ase conduit &agrave; la formation d&#39;interface trim&egrave;re matures dans la capside du VIH-1.

Durante la maturazione delle particelle di retrovirus, il polyprotein Gag assemblato viene scisso dalla proteasi virale in matrix (MA), proteine del capside (CA) e proteine del nucleocapside (NC). Per formare il capside virale maturo, CA ridispone, risultante in un reticolo composto da unit&agrave; di CA esamerica e pentamerica. Recenti studi strutturali di CA di HIV-1 assemblato ha rivelato diverse interfacce inter-subunit nel reticolo del capside, compreso un triplice interfaccia interhexamer che &egrave; fondamentale per la stabilit&agrave; del capside corretta. Sebbene l&#39;architettura generale di particelle immaturi &egrave; stato fornito da studi tomografici cryo-elettrone, rimangono sconosciuti i dettagli strutturali della particella immatura e il percorso di maturazione. Qui, abbiamo utilizzato crio-microscopia elettronica (cryoEM) per determinare la struttura delle assemblee tubolare della proteina HIV-1 CA-SP1-NC. Relativo alla struttura CA matura assemblata, abbiamo osservato una marcata differenza di conformazione in posizione di CA-CTD rispetto il NTD in Assemblea CA-SP1-NC, che coinvolgono la cerniera flessibile che collega i due domini. Questa differenza &egrave; stata verificata mediante reticolazione disolfuro ingegnerizzati, rivelando che inter-hexamer contatti, in particolare quelli a pseudo asse triplice, sono alterati nelle assemblee CA-SP1-NC rispetto agli assembly CA. Risultati di analisi di reticolazione di mature e immature particelle di HIV-1 che contiene le stesse sostituzioni Cys in proteina Gag sono coerenti con questi risultati. Abbiamo inoltre mostrano che la scissione del CA-SP1-NC premontati da proteasi HIV-1 in vitro conduce al rilascio di SP1 e NC senza smontaggio del reticolo. Collettivamente, i nostri risultati indicano che il clivaggio proteolitico di Gag conduce ad una riorganizzazione strutturale del polipeptide e crea la triplice interfaccia interhexamer, importante per la formazione di particelle infettive HIV-1.

Scissione di proteasi conduce alla formazione dell&#39;interfaccia trimero maturo nel capside di HIV-1.

Tripartite motif protein isoform 5 alpha (TRIM5Î±) is a potent antiviral protein that restricts infection by HIV-1 and other retroviruses. TRIM5Î± recognizes the lattice of the retrovirus capsid through its B30.2 (PRY/SPRY) domain in a species-specific manner. Upon binding, TRIM5Î± induces premature disassembly of the viral capsid and activates the downstream innate immune response. We have determined the crystal structure of the rhesus TRIM5Î± PRY/SPRY domain that reveals essential features for capsid binding. Combined cryo-electron microscopy and biochemical data show that the monomeric rhesus TRIM5Î± PRY/SPRY, but not the human TRIM5Î± PRY/SPRY, can bind to HIV-1 capsid protein assemblies without causing disruption of the capsid. This suggests that the PRY/SPRY domain alone constitutes an important pattern-sensing component of TRIM5Î± that is capable of interacting with viral capsids of different curvatures. Our results provide molecular insights into the mechanisms of TRIM5Î±-mediated retroviral restriction.

Structural insight into HIV-1 capsid recognition by rhesus TRIM5Î±.

Motif tripartite prot&eacute;ine isoforme 5 alpha (TRIM5&alpha;) est une prot&eacute;ine antivirale puissante qui limite l&#39;infection par le VIH-1 et autres r&eacute;trovirus. TRIM5&alpha; reconna&icirc;t le treillis de la capside du r&eacute;trovirus par le biais de son domaine B30.2 (PRY/SPRY) d&#39;une mani&egrave;re sp&eacute;cifique &agrave; l&#39;esp&egrave;ce. Lors de la liaison, TRIM5&alpha; induit d&eacute;montage pr&eacute;matur&eacute; de la capside virale et active le syst&egrave;me immunitaire inn&eacute; en aval. Nous avons d&eacute;termin&eacute; la structure cristalline du domaine TRIM5&alpha; PRY/SPRY Rh&eacute;sus qui r&eacute;v&egrave;le des caract&eacute;ristiques essentielles pour la liaison de la capside. Combin&eacute; cryo-microscopie &eacute;lectronique et les donn&eacute;es biochimiques montrent que le monom&egrave;re rh&eacute;sus TRIM5&alpha; PRY/SPRY, mais pas le levier de TRIM5&alpha; humaine/SPRY, peut lier aux assembl&eacute;es de prot&eacute;ine de capside du VIH-1, sans provoquer de perturbations de la capside. Ceci sugg&egrave;re que le domaine PRY/SPRY seul constitue un &eacute;l&eacute;ment important de d&eacute;tection de mod&egrave;le de TRIM5&alpha; qui est capable d&#39;interagir avec des capsides virales des courbures diff&eacute;rentes. Nos r&eacute;sultats donnent un aper&ccedil;u mol&eacute;culaire sur les m&eacute;canismes de restriction retroviral induite par le TRIM5&alpha;.

Aper&ccedil;u structural reconnaissance de capside du VIH-1 par rh&eacute;sus TRIM5&alpha;.

Motivo tripartito proteina isoforma 5 alfa (TRIM5&alpha;) &egrave; una proteina antivirale potente che limita l&#39;infezione da HIV-1 e altri retrovirus. TRIM5&alpha; riconosce il reticolo del capside retrovirus attraverso il dominio B30.2 (PRY/SPRY) in modo specie-specifiche. Dell&#39;associazione, TRIM5&alpha; induce prematuro smontaggio delle proteine del capside virale e attiva la risposta immunitaria innata a valle. Abbiamo determinato la struttura cristallina del dominio TRIM5&alpha; PRY/SPRY rhesus che rivela caratteristiche essenziali per l&#39;associazione di proteine del capside. Combinato crio-microscopia elettronica e dati biochimici mostrano che il rhesus monomerico TRIM5&alpha; PRY/SPRY, ma non l&#39;umana TRIM5&alpha; PRY/SPRY, pu&ograve; associare agli assembly di proteina del capside HIV-1 senza causare interruzioni delle proteine del capside. Questo suggerisce che il dominio PRY/SPRY da sola costituisce una componente importante modello di rilevamento del TRIM5&alpha; che &egrave; in grado di interagire con capsidi virali di diverse curvature. I nostri risultati forniscono approfondimenti molecolare dei meccanismi di restrizione retrovirale TRIM5&alpha;-mediata.

Riconoscimento del capside HIV-1 da rhesus TRIM5&alpha; visione strutturale.

Helical structures are important in many different life forms and are well-suited for structural studies by cryo-EM. A unique feature of helical objects is that a single projection image contains all the views needed to perform a three-dimensional (3D) crystallographic reconstruction. Here, we use HIV-1 capsid assemblies to illustrate the detailed approaches to obtain 3D density maps from helical objects. Mature HIV-1 particles contain a conical- or tubular-shaped capsid that encloses the viral RNA genome and performs essential functions in the virus life cycle. The capsid is composed of capsid protein (CA) oligomers which are helically arranged on the surface. The N-terminal domain (NTD) of CA is connected to its C-terminal domain (CTD) through a flexible hinge. Structural analysis of two- and three-dimensional crystals provided molecular models of the capsid protein (CA) and its oligomer forms. We determined the 3D density map of helically assembled HIV-1 CA hexamers at 16 Ã… resolution using an iterative helical real-space reconstruction method. Docking of atomic models of CA-NTD and CA-CTD dimer into the electron density map indicated that the CTD dimer interface is retained in the assembled CA. Furthermore, molecular docking revealed an additional, novel CTD trimer interface.

Tubular crystals and helical arrays: structural determination of HIV-1 capsid assemblies using iterative helical real-space reconstruction.

Structures h&eacute;lico&iuml;dales sont importants dans nombreuses formes de vie diff&eacute;rentes et sont adapt&eacute;s aux &eacute;tudes structurales par cryo-EM. Une caract&eacute;ristique unique d&#39;objets h&eacute;lico&iuml;dales est qu&#39;une image de projection unique contienne tous les points de vue n&eacute;cessaires pour effectuer une reconstruction de cristallographique tridimensionnelle (3D). Ici, nous utilisons les assemblys de capside du VIH-1 pour illustrer les approches d&eacute;taill&eacute;es pour obtenir des cartes de densit&eacute; 3D des objets h&eacute;lico&iuml;dales. Les particules de VIH-1 matures contiennent une capside de forme conique ou tubulaire qui entoure l&#39;ARN g&eacute;nomique viral et ex&eacute;cute des fonctions essentielles dans le cycle de vie du virus. La capside est compos&eacute;e d&#39;oligom&egrave;res de prot&eacute;ine (CA) de capside qui sont dispos&eacute;s de mani&egrave;re h&eacute;lico&iuml;dale sur la surface. Le domaine N-terminal (NTD) de CA est reli&eacute; &agrave; son domaine C-terminal (CTD) gr&acirc;ce &agrave; une charni&egrave;re flexible. L&#39;analyse structurale des cristaux de deux et trois dimensions fourni des mod&egrave;les mol&eacute;culaires de la prot&eacute;ine de capside (CA) et ses formes oligom&egrave;res. Nous avons d&eacute;termin&eacute; le plan de densit&eacute; 3D de h&eacute;lico&iuml;daux mont&eacute;s du VIH-1 CA hexam&egrave;res &agrave; 16 r&eacute;solution &Aring; &agrave; l&#39;aide d&#39;une m&eacute;thode de reconstruction it&eacute;rative d&#39;espace r&eacute;el h&eacute;lico&iuml;dale. Amarrage des mod&egrave;les atomiques du dim&egrave;re de CA-NTD et CA-CTD dans la carte de la densit&eacute; &eacute;lectronique a indiqu&eacute; que l&#39;interface de dim&egrave;re CTD est retenue par le CA assembl&eacute;. En outre, amarrage mol&eacute;culaire a r&eacute;v&eacute;l&eacute; une interface trim&egrave;re CTD suppl&eacute;mentaire, roman.

Cristaux tubulaires et tableaux h&eacute;lico&iuml;dales : d&eacute;termination de structure des assemblages de capside du VIH-1 &agrave; l&#39;aide de reconstruction it&eacute;rative d&#39;espace r&eacute;el h&eacute;lico&iuml;dale.

Strutture elicoidali sono importanti in molte forme di vita diverse e sono adatti per gli studi strutturali di cryo-EM. Una caratteristica unica di oggetti elicoidale &egrave; che un&#39;immagine singola proiezione contiene tutte le viste necessarie per eseguire una ricostruzione di cristallografica tridimensionale (3D). Qui, usiamo gli assembly del capside di HIV-1 per illustrare gli approcci dettagliati per ottenere mappe di densit&agrave; 3D da oggetti elicoidali. Maturi HIV-1 particelle contengono un capside a forma conica o tubolare-forma che racchiude il genoma virale RNA ed esegue le funzioni essenziali del ciclo di vita del virus. Il capside &egrave; composto da oligomeri di proteina (CA) capside elicoidale disposte sulla superficie. Il dominio N-terminale (NTD) di CA &egrave; collegato al suo dominio C-terminale (CTD) attraverso una cerniera flessibile. Analisi strutturale di due e tre dimensioni cristalli forniti modelli molecolari della proteina del capside (CA) e le sue forme oligomero. Abbiamo determinato la mappa 3D di densit&agrave; di elicoidale assemblati esameri HIV-1 CA a 16 risoluzione &Aring; utilizzando un metodo iterativo elicoidale ricostruzione dello spazio reale. Aggancio dei modelli atomici di dimero CA-NTD e CA-CTD nella mappa di densit&agrave; dell&#39;elettrone ha indicato che l&#39;interfaccia del dimero CTD &egrave; mantenuto in CA assemblato. Inoltre, docking molecolare ha rivelato un&#39;ulteriore romanzo CTD trimero interfaccia.

Cristalli tubolari e matrici elicoidale: determinazione strutturale delle assemblee di capside HIV-1 mediante la ricostruzione iterativa di reale-spazio elicoidale.

Retroviral capsid proteins are conserved structurally but assemble into different morphologies. The mature human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) capsid is best described by a 'fullerene cone' model, in which hexamers of the capsid protein are linked to form a hexagonal surface lattice that is closed by incorporating 12 capsid-protein pentamers. HIV-1 capsid protein contains an amino-terminal domain (NTD) comprising seven Î±-helices and a Î²-hairpin, a carboxy-terminal domain (CTD) comprising four Î±-helices, and a flexible linker with a 310-helix connecting the two structural domains. Structures of the capsid-protein assembly units have been determined by X-ray crystallography; however, structural information regarding the assembled capsid and the contacts between the assembly units is incomplete. Here we report the cryo-electron microscopy structure of a tubular HIV-1 capsid-protein assembly at 8â€‰Ã… resolution and the three-dimensional structure of a native HIV-1 core by cryo-electron tomography. The structure of the tubular assembly shows, at the three-fold interface, a three-helix bundle with critical hydrophobic interactions. Mutagenesis studies confirm that hydrophobic residues in the centre of the three-helix bundle are crucial for capsid assembly and stability, and for viral infectivity. The cryo-electron-microscopy structures enable modelling by large-scale molecular dynamics simulation, resulting in all-atom models for the hexamer-of-hexamer and pentamer-of-hexamer elements as well as for the entire capsid. Incorporation of pentamers results in closer trimer contacts and induces acute surface curvature. The complete atomic HIV-1 capsid model provides a platform for further studies of capsid function and for targeted pharmacological intervention.

Mature HIV-1 capsid structure by cryo-electron microscopy and all-atom molecular dynamics.

Prot&eacute;ines de la capside retroviral sont conserv&eacute;s structurellement mais assemblent dans diff&eacute;rentes morphologies. La mature 1-virus de l&#39;immunod&eacute;ficience humaine (VIH-1) capside est mieux d&eacute;crit par un mod&egrave;le de &laquo; c&ocirc;ne de fuller&egrave;ne &raquo;, dans lequel hexam&egrave;res de la capside prot&eacute;ique sont li&eacute;es pour former un r&eacute;seau hexagonal de surface qui est ferm&eacute; en int&eacute;grant 12-la capside pentam&egrave;res. Le VIH-1 de la capside contient un domaine amino-terminale (NTD) comprenant sept &alpha;-h&eacute;lices et un &beta;-&eacute;pingle &agrave; cheveux, un domaine carboxy-terminal (CTD) comprenant quatre h&eacute;lices-&alpha; et un &eacute;diteur de liens souple avec une h&eacute;lice 310 reliant les deux domaines structuraux. On a d&eacute;termin&eacute; les structures des unit&eacute;s d&#39;assemblage des capside diffraction des rayons x ; Toutefois, les informations structurelles concernant la capside Assembl&eacute;e et les contacts entre les unit&eacute;s d&#39;assemblage sont incompl&egrave;tes. Nous pr&eacute;sentons la structure de microscopie de cryo-&eacute;lectron d&#39;une Assembl&eacute;e la capside du VIH-1 tubulaire 8 &Aring; de r&eacute;solution et de la structure tridimensionnelle d&#39;un noyau natif de VIH-1 par la tomographie cryo-&eacute;lectronique. La structure de l&#39;assemblage tubulaire montre, &agrave; l&#39;interface triple, un faisceau de trois h&eacute;lices avec des interactions hydrophobes critiques. &Eacute;tudes de mutagen&egrave;se confirment que les r&eacute;sidus hydrophobes dans le centre du faisceau de trois h&eacute;lices sont cruciales pour la stabilit&eacute; et l&#39;assemblage de la capside et pour l&#39;infectivit&eacute; virale. Les structures de la cryo-microscopie &eacute;lectronique permettent la mod&eacute;lisation par simulation de dynamique mol&eacute;culaire &agrave; grande &eacute;chelle, aboutissant &agrave; des mod&egrave;les de tout-atome pour les &eacute;l&eacute;ments hexam&egrave;re-de-hexam&egrave;re et pentam&egrave;re-de-hexam&egrave;re ainsi que pour l&#39;ensemble de la capside. Incorporation de pentam&egrave;res se traduit par des contacts plus &eacute;troits de trim&egrave;re et induit la courbure aigu&euml; de surface. Le mod&egrave;le de capside du VIH-1 atomique complet fournit une plate-forme pour poursuivre ses &eacute;tudes de fonction capside et pour une intervention pharmacologique cibl&eacute;e.

Mature structure de capside du VIH-1 par cryo-electron microscopy et tout-atome dynamique mol&eacute;culaire.

We utilize a peptide-based methodology to prepare a diverse collection of double-helical gold nanoparticle superstructures having controllable handedness and structural metrics. These materials exhibit well-defined circular dichroism (CD) signatures at visible wavelengths owing to the collective dipole-dipole interactions between the nanoparticles. We couple theory and experiment to show how tuning the metrics and structure of the helices results in predictable and tailorable chirooptical properties. Finally, we experimentally and theoretically demonstrate that the intensity, position, and nature of the chirooptical activity can be carefully adjusted via silver overgrowth. These studies illustrate the utility of peptide-based nanoparticle assembly platforms for designing and preparing complex plasmonic materials with tailorable optical properties.

Tailorable Plasmonic Circular Dichroism Properties of Helical Nanoparticle Superstructures.

Nous utilisons une m&eacute;thodologie peptidique pour pr&eacute;parer une collection vari&eacute;e de superstructures nanoparticule or double h&eacute;lice ayant gaucher/droitier contr&ocirc;lable et mesures structurelles. Ces mat&eacute;riaux pr&eacute;sentent des signatures de dichro&iuml;sme circulaire bien d&eacute;finis (CD) &agrave; des longueurs d&#39;onde visibles en raison des interactions dip&ocirc;le-dip&ocirc;le collective entre les nanoparticules. Nous couple th&eacute;orie et l&#39;exp&eacute;rience pour montrer comment tuning la m&eacute;trique et la structure des h&eacute;lices se traduit par chirooptical pr&eacute;visible et adapt&eacute;es aux propri&eacute;t&eacute;s. Enfin, nous avons exp&eacute;rimentalement et th&eacute;oriquement d&eacute;montrent que l&#39;intensit&eacute;, la position et la nature de l&#39;activit&eacute; chirooptical est soigneusement r&eacute;glable par l&#39;interm&eacute;diaire de surcroissance de l&#39;argent. Ces &eacute;tudes illustrent l&#39;utilit&eacute; des plates-formes Assembl&eacute;e nanoparticules &agrave; base de peptides pour la conception et la pr&eacute;paration des mat&eacute;riaux plasmoniques complexes avec des propri&eacute;t&eacute;s optiques adaptables.

Gongpu Zhao

Department of Structural Biology

University of Pittsburgh School of Medicine

Structure of HIV-1 Capsid Assemblies by Cryo-electron Microscopy and Iterative Helical Real-space Reconstruction

Correlative Microscopy for 3D Structural Analysis of Dynamic Interactions

Gongpu Zhao

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University of Pittsburgh School of Medicine

Structure of HIV-1 Capsid Assemblies by Cryo-electron Microscopy and Iterative Helical Real-space Reconstruction

Correlative Microscopy for 3D Structural Analysis of Dynamic Interactions

Department of Structural Biology