The mannose-dependent epitope for neutralizing antibody 2G12 on human immunodeficiency virus type 1 glycoprotein gp120

doi:10.1128/jvi.76.14.7293-7305.2002

.2002年7月；76(14):7293-305.

doi:10.1128/jvi.76.14.7293-7305.2002。

人类免疫缺陷病毒1型糖蛋白gp120中和抗体2G12的甘露糖依赖性表位

流氓W·桑德斯¹, 米罗·文丘里, 林妮娅·希夫纳, 鲁帕·卡利亚纳拉曼, 赫尔曼·卡廷格, 肯尼思·奥劳埃德, 彼得·德光, 约翰·P·摩尔

附属公司

PMID： 12072528
预防性维修识别码：项目经理136300
内政部： 10.1128/jvi.76.14.7293-7305.2002年

人类免疫缺陷病毒1型糖蛋白gp120中和抗体2G12的甘露糖依赖性表位

罗吉尔·W·桑德斯等人。 J维罗尔. 2002年7月.

.2002年7月；76(14):7293-305.

doi:10.1128/jvi.76.14.7293-7305.2002。

作者

罗吉尔·W·桑德斯¹, 米罗·文丘里, 林妮娅·希夫纳, 卢帕·卡利亚纳拉曼, 赫尔曼·卡廷格, 肯尼思·奥劳埃德, 彼得·德光, 约翰·P·摩尔

附属

¹康奈尔大学威尔医学院微生物与免疫学系，美国纽约州纽约市10021。

PMID： 12072528
预防性维修识别码：项目经理136300
内政部： 10.1128/jvi.76.14.7293-7305.2002年

摘要

我们分析了人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）gp120表面糖蛋白上广泛中和人单克隆抗体（MAb）2G12的独特表位。序列分析侧重于多个HIV-1分离株之间相关残基的保存，精炼了先前通过替代突变定义的表位（A.Trkola、M.Purtscher、T.Muster、C.Ballaun、A.Buchacher、N.Sullivan、K.Srinivasan、J.Sodroski、J.P.Moore和H.Katinger、J.Virol.70:1100-1108，1996）。在一项生化研究中，我们用已知特异性的各种糖苷酶消化了重组gp120，并表明当gp120被甘露糖苷酶处理时，2G12表位丢失。计算分析用于在病毒相关包膜糖蛋白复合物的背景下定位表位，以确定周围表面的变异性，并计算可能的聚糖和多肽肽成分的表面可及性。总之，这些分析表明，2G12表位以295、332和392残基的高甘露糖和/或杂交聚糖为中心，两侧的386和448的外围聚糖为中心。表位依赖甘露糖，主要由碳水化合物组成，可能与gp120多肽表面没有直接关系。它位于与CD4结合面正交的面上，位于与辅受体结合相关但不同的表面上。它在其他高度可变的gp120表面中的保守性表明2G12结合位点的功能性作用，可能与HIV-1与DC-SIGN或相关凝集素的甘露糖依赖性连接有关，这些凝集素促进病毒进入易感靶细胞。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
（A） gp120上的碳水化合物及其对通过替代突变鉴定的2G12表位的贡献。CHO-表达的IIIB和JR-FL gp120的示意图显示了N-连接的糖基化位点。实验测定了IIIB gp120中碳水化合物的组成（35）；JR-FL gp120示意图中的碳水化合物名称基于该研究，假设聚糖在两种Env糖蛋白上的处理类似。JR-FL gp120中不存在于IIIB gp120的两个位点被指定为未知碳水化合物组成。箭头表示在替代突变研究中被证明对2G12结合重要的位点。请注意，392和397处的站点仅合并删除（69）。（B）糖苷酶的特异性。该示意图源自参考。本研究中使用的一些内糖苷酶和外糖苷酶的裂解位点显示在三类碳水化合物的结构上：复合糖、杂交糖和高甘露糖。请注意，外枝中糖残余物的数量和特征可能会有所不同。复合聚糖通常有两到四个外部分支，可能有岩藻糖残基附着在内部N个-乙酰氨基葡萄糖。星号表示影响2G12结合的酶裂解（见图4）。缩写：GlcNAc，N个-乙酰氨基葡萄糖；人，甘露糖；半乳糖；S.A.，唾液酸。

**图2。**
2G12表位。HIV-1 gp120单体的四种不同取向以三种不同的表示形式显示。顶部面板显示了gp120，从目标细胞膜观察，朝向病毒。随后的每个面板显示旋转90°的视图，底部面板显示核心gp120的方向，病毒膜位于其上方，靶细胞位于其下方。最左边的列描绘了gp120的可溶剂进入表面，根据底层原子的功能着色。通过诱变鉴定为2G12表位一部分的红色、残基和相关聚糖；氰化物、碳水化合物；棕色，剩余gp120表面。所示为供参考的CD4（黄色；N末端两个结构域）和人类中和抗体17b（绿色；可变[Fv]部分）的可溶剂接触表面，因为它们在核心gp120-CD4-17b三元晶体结构中定向（31，32）。最右边的一列描绘了gp120的碳-α蠕虫（棕色）、V3环的分子表面，如gp120核心上下文（33）（绿色）中所示，先前确定的2G12结合中性突变体的原子（69）（紫色），以及建模碳水化合物的键（74）（青色）。中间一栏描述了2G12有效中和的菌株的变异性，映射到可使用溶剂的gp120岩芯表面。保守残基以白色显示，可变残基以蓝色显示，突变识别的2G12表位以红色显示，对于降低2G12结合至少90%的替换，或者对于降低结合60-90%的替换，以紫色显示。对选定的残留物进行标记以帮助定位。

**图3。**
糖苷酶处理的gp120在SDS-PAGE上的活性。CHO表达的JR-FL gp120与各种内糖苷酶和外糖苷酶一起孵育，然后通过SDS-PAGE和蛋白质印迹进行分析。控制通道包括未处理和模拟处理的gp120（消化缓冲液，无酶）。星号表示影响2G12结合的酶（见图4）。

**图4。**
gp120的甘露糖苷酶处理抑制2G12结合。（A）糖苷酶处理的gp120的2G12结合。通过SDS-PAGE（图3）分析的相同糖苷酶处理的gp120制剂的等分样品在ELISA中测试2G12反应性。用2G12（左面板）或HIV-1感染者的血清（LSS；右面板）检测到结合gp120。来自不同酶消化物的ELISA信号的轻微变化可能反映了从单个反应缓冲液中捕获的gp120数量的微小变化，并且它们在实验上并不显著。显示的结果代表了三个具有类似结果的独立实验，但正文中另有说明的除外。（B） gp120的去糖基化不会显著影响IgG1b12结合。实验与面板A中显示的相似，但比较了IgG1b12和2G12单克隆抗体的结合。（C） gp120的变性和减少显著降低了2G12结合。按照材料和方法中的描述，对gp120进行变性和还原处理。然后测量MAbs或HIV-1+血清抗体（LSS）的结合。

**图5：。**
功能性包膜三聚体背景下的2G12表位。gp120的各种表示以三聚体取向显示，其主要呈现在功能性、病毒粒子相关的Env复合物中。如前所述，该方向通过优化可量化的表面参数来确定（33）。图中显示了三聚体的三个不同视图，每个视图围绕水平轴旋转90°。顶部面板显示从病毒角度看的gp120，中间面板显示病毒膜位于上方而目标细胞位于下方的侧视图，底部面板显示从目标细胞角度看的视图。（注：底部面板中最右侧的蛋白质组对应于图2中gp120单体的顶部面板）。左列描述了gp120的溶剂可及表面，根据功能着色如下：青色，与碳水化合物相关的表面；黄色，表面在CD4的3°范围内；绿色，与作为CCR5结合表面一部分的残留物相关的表面（64）；棕色，剩余的gp120表面。下一列描述了含有gp120（棕色）、碳水化合物（青色）和CD4（黄色）的碳-α蠕虫痕迹。第三列根据下面残基的序列变异性描绘了gp120的颜色，范围从白色（保守）到深蓝色（高度可变）。此处描述的保护方案已在岩芯gp120（31）的结构分析中进行了描述。以红色显示的是聚糖295、332和392的甘露糖残基，我们在这里确定其对2G12结合至关重要；橄榄绿中显示的是386和448的甘露糖残基，它们也有助于表位的形成。最右边的一栏用紫色描绘了与复杂碳水化合物有关的可溶剂进入的表面，用绿色描绘了与主链原子有关的表面。由于主链原子不随氨基酸变化而变化，因此这部分不太容易因侧链变化而变化。最左侧和最右侧面板的比较表明，面向细胞的大部分gp120表面主要由高甘露糖和/或杂交聚糖组成。该图是使用程序GRASP（53）制作的。（左侧的两列先前在参考中显示，在此复制为其他面板定向的视觉辅助。）

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