Published July 22, 2019 | Version v1
Publication Open

Thermodynamic study of the effect of ions on the interaction between dengue virus NS3 helicase and single stranded RNA

Creators

  • 1. Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. University of Buenos Aires
  • 4. National University of Quilmes
  • 5. Fundación Instituto Leloir

Description

Dengue virus nonstructural protein 3 (NS3) fulfills multiple essential functions during the viral replication and constitutes a prominent drug target. NS3 is composed by a superfamily-2 RNA helicase domain joined to a serine protease domain. Quantitative fluorescence titrations employing a fluorescein-tagged RNA oligonucleotide were used to investigate the effect of salts on the interaction between NS3 and single stranded RNA (ssRNA). We found a strong dependence of the observed equilibrium binding constant, Kobs, with the salt concentration, decreasing at least 7-fold for a 1-fold increase on cation concentration. As a result of the effective neutralization of ~10 phosphate groups, binding of helicase domain of NS3 to ssRNA is accompanied by the release of 5 or 7 monovalent cations from an oligonucleotide or a polynucleotide, respectively and of 3 divalent cations from the same oligonucleotide. Such estimates are not affected by the type of cation, either monovalent (KCl, NaCl and RbCl) or divalent (MgCl2 and CaCl2), nor by the presence of the protease domain or the fluorescein label. Combined effect of mono and divalent cations was well described by a simple equilibrium binding model which allows to predict the values of Kobs at any concentration of cations.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يؤدي البروتين غير الهيكلي لفيروس حمى الضنك 3 (NS3) وظائف أساسية متعددة أثناء التكاثر الفيروسي ويشكل هدفًا بارزًا للدواء. يتكون NS3 من مجال هيليكاز الحمض النووي الريبوزي الفائق 2 المرتبط بمجال بروتياز السيرين. تم استخدام معايرات الفلورة الكمية التي تستخدم أوليجو نوكليوتيد الحمض النووي الريبوزي الموسوم بالفلوريسين للتحقيق في تأثير الأملاح على التفاعل بين NS3 والحمض النووي الريبوزي أحادي الجديلة (ssRNA). وجدنا اعتمادًا قويًا على ثابت ربط التوازن الملحوظ، Kobs، مع تركيز الملح، مما يقلل 7 أضعاف على الأقل لزيادة تركيز الكاتيون بمقدار مرة واحدة. نتيجة للتحييد الفعال لمجموعات الفوسفات ~10، يصاحب ربط مجال الهيليكاز من NS3 إلى ssRNA إطلاق 5 أو 7 كاتيونات أحادية التكافؤ من أوليجو نوكليوتيد أو عديد النوكليوتيد، على التوالي و 3 كاتيونات ثنائية التكافؤ من نفس الأوليجو نوكليوتيد. لا تتأثر هذه التقديرات بنوع الكاتيون، سواء أحادي التكافؤ (KCl، NaCl و RbCl) أو ثنائي التكافؤ (MgCl2 و CaCl2)، ولا بوجود مجال الأنزيم البروتيني أو ملصق الفلوريسين. تم وصف التأثير المشترك للكاتيونات الأحادية والثنائية التكافؤ بشكل جيد من خلال نموذج ربط التوازن البسيط الذي يسمح بالتنبؤ بقيم كوبس عند أي تركيز للكاتيونات.

Translated Description (French)

La protéine non structurelle 3 (NS3) du virus de la dengue remplit de multiples fonctions essentielles au cours de la réplication virale et constitue une cible médicamenteuse de premier plan. NS3 est composé d'un domaine d'ARN hélicase de superfamille 2 joint à un domaine de sérine protéase. Des titrages quantitatifs de fluorescence utilisant un oligonucléotide d'ARN marqué à la fluorescéine ont été utilisés pour étudier l'effet des sels sur l'interaction entre NS3 et l'ARN simple brin (ARNs). Nous avons trouvé une forte dépendance de la constante de liaison à l'équilibre observée, Kobs, avec la concentration en sel, diminuant d'au moins 7 fois pour une augmentation de 1 fois de la concentration en cation. En raison de la neutralisation efficace de ~10 groupes phosphate, la liaison du domaine hélicase de NS3 à l'ARNss s'accompagne de la libération de 5 ou 7 cations monovalents à partir d'un oligonucléotide ou d'un polynucléotide, respectivement, et de 3 cations divalents à partir du même oligonucléotide. Ces estimations ne sont pas affectées par le type de cation, monovalent (KCl, NaCl et RbCl) ou divalent (MgCl2 et CaCl2), ni par la présence du domaine protéase ou du marqueur fluorescéine. L'effet combiné des cations mono et divalents a été bien décrit par un modèle de liaison à l'équilibre simple qui permet de prédire les valeurs de Kobs à n'importe quelle concentration de cations.

Translated Description (Spanish)

La proteína no estructural 3 (NS3) del virus del dengue cumple múltiples funciones esenciales durante la replicación viral y constituye una diana farmacológica prominente. NS3 está compuesta por un dominio de ARN helicasa de la superfamilia 2 unido a un dominio de serina proteasa. Se utilizaron titulaciones de fluorescencia cuantitativas que empleaban un oligonucleótido de ARN etiquetado con fluoresceína para investigar el efecto de las sales sobre la interacción entre NS3 y ARN monocatenario (ARN monocatenario). Encontramos una fuerte dependencia de la constante de unión de equilibrio observada, Kobs, con la concentración de sal, disminuyendo al menos 7 veces para un aumento de 1 vez en la concentración de cationes. Como resultado de la neutralización efectiva de ~10 grupos fosfato, la unión del dominio helicasa de NS3 al ARN monocatenario se acompaña de la liberación de 5 o 7 cationes monovalentes de un oligonucleótido o un polinucleótido, respectivamente, y de 3 cationes divalentes del mismo oligonucleótido. Dichas estimaciones no se ven afectadas por el tipo de catión, ya sea monovalente (KCl, NaCl y RbCl) o divalente (MgCl2 y CaCl2), ni por la presencia del dominio proteasa o el marcador de fluoresceína. El efecto combinado de cationes mono y divalentes se describió bien mediante un modelo de unión de equilibrio simple que permite predecir los valores de Kobs a cualquier concentración de cationes.

Files

s41598-019-46741-4.pdf.pdf

Files (3.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f5a1f441d204a61f1fcf4cbee760b901
3.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسة الديناميكا الحرارية لتأثير الأيونات على التفاعل بين فيروس حمى الضنك NS3 هيلاز والحمض النووي الريبي أحادي الجديلة
Translated title (French)
Étude thermodynamique de l'effet des ions sur l'interaction entre l'hélicase NS3 du virus de la dengue et l'ARN simple brin
Translated title (Spanish)
Estudio termodinámico del efecto de los iones sobre la interacción entre la helicasa NS3 del virus del dengue y el ARN monocatenario

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2962721073
DOI
10.1038/s41598-019-46741-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4206709194 (Other)
https://openalex.org/W3156758060 (Other)
https://openalex.org/W3004711645 (Other)
https://openalex.org/W2775372485 (Other)
https://openalex.org/W2549485495 (Other)
https://openalex.org/W2399399246 (Other)
https://openalex.org/W2150321725 (Other)
https://openalex.org/W2149961808 (Other)
https://openalex.org/W2021776701 (Other)
https://openalex.org/W1585158025 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W129812222
  • https://openalex.org/W1497835312
  • https://openalex.org/W1523752512
  • https://openalex.org/W1533436736
  • https://openalex.org/W1533472664
  • https://openalex.org/W1534529067
  • https://openalex.org/W1537244871
  • https://openalex.org/W1582754056
  • https://openalex.org/W1603739471
  • https://openalex.org/W1842452185
  • https://openalex.org/W1965359441
  • https://openalex.org/W1965594747
  • https://openalex.org/W1965964203
  • https://openalex.org/W1966153019
  • https://openalex.org/W1970140557
  • https://openalex.org/W1974169508
  • https://openalex.org/W1978186332
  • https://openalex.org/W1988863209
  • https://openalex.org/W1989651677
  • https://openalex.org/W1994823636
  • https://openalex.org/W1995762066
  • https://openalex.org/W2008753573
  • https://openalex.org/W2010706793
  • https://openalex.org/W2011383767
  • https://openalex.org/W2015456585
  • https://openalex.org/W2017866593
  • https://openalex.org/W2021387846
  • https://openalex.org/W2026884660
  • https://openalex.org/W2028198504
  • https://openalex.org/W2031431499
  • https://openalex.org/W2036203264
  • https://openalex.org/W2044016235
  • https://openalex.org/W2044104194
  • https://openalex.org/W2045211613
  • https://openalex.org/W2051848082
  • https://openalex.org/W2052871796
  • https://openalex.org/W2072717059
  • https://openalex.org/W2073727854
  • https://openalex.org/W2078951304
  • https://openalex.org/W2082105365
  • https://openalex.org/W2083053974
  • https://openalex.org/W2086826197
  • https://openalex.org/W2090759101
  • https://openalex.org/W2090809993
  • https://openalex.org/W2093802746
  • https://openalex.org/W2095385679
  • https://openalex.org/W2100293434
  • https://openalex.org/W2102834112
  • https://openalex.org/W2104017463
  • https://openalex.org/W2113518661
  • https://openalex.org/W2118272614
  • https://openalex.org/W2119780058
  • https://openalex.org/W2129888721
  • https://openalex.org/W2131222241
  • https://openalex.org/W2136212946
  • https://openalex.org/W2138422562
  • https://openalex.org/W2163412375
  • https://openalex.org/W2170129091