Formation of a Quaternary Complex of HIV-1 Reverse Transcriptase with a Nucleotide-competing Inhibitor and Its ATP Enhancer
Notice bibliographique
Résumé
Nucleotide-competing reverse transcriptase inhibitors were shown to bind reversibly to the nucleotide-binding site of the reverse transcriptase (RT) enzyme of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). Here, we show that the presence of ATP can enhance the inhibitory effects of the prototype compound INDOPY-1. We employed a combination of cell-free and cell-based assays to shed light on the underlying molecular mechanism. Binding studies and site-specific footprinting experiments demonstrate the existence of a stable quaternary complex with HIV-1 RT, its nucleic acid substrate, INDOPY-1, and ATP. The complex is frozen in the post-translocational state that usually accommodates the incoming nucleotide substrate. Structure-activity relationship studies show that both the base and the phosphate moieties of ATP are elements that play important roles in enhancing the inhibitory effects of INDOPY-1. In vitro susceptibility measurements with mutant viruses containing amino acid substitutions K70G, V75T, L228R, and K219R in the putative ATP binding pocket revealed unexpectedly a hypersusceptible phenotype with respect to INDOPY-1. The same mutational cluster was previously shown to reduce susceptibility to the pyrophosphate analog phosphonoformic acid. However, in the absence of INDOPY-1, ATP can bind and act as a pyrophosphate donor under conditions that favor formation of the pre-translocated RT complex. We therefore conclude that the mutant enzyme facilitates simultaneous binding of INDOPY-1 and ATP to the post-translocated complex. Based on these data, we propose a model in which the bound ATP traps the inhibitor, which, in turn, compromises its dissociation. Background: Nucleotide-competing RT inhibitors (NcRTIs), like INDOPY-1, show antiviral activity against HIV. Results: HIV-1 RT, the nucleic acid substrate, INDOPY-1, and its enhancer ATP can form a quaternary complex in the post-translocational state. Conclusion: The bound ATP compromises dissociation of the inhibitor from the RT complex. Significance: These findings reveal a novel mechanism of inhibition of HIV-1 RT.
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| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
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