Understanding the structural and energetic basis of inhibitor and substrate bound to the full-length NS3/4A: Insights from molecular dynamics simulation, binding free energy calculation and network analysis

Molecular BioSystems

Volumn 8, Issue 10, 2012, Pages 2753-2765

  Xue, Weiwei ^a   Wang, Meixia ^a   Jin, Xiaojie ^a   Liu, Huanxiang ^b   Yao, Xiaojun ^a,b  

^a LANZHOU UNIVERSITY   (China)

^b LANZHOU UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HEPATITIS C VIRUS;

AMINO ACID; ANTIVIRUS AGENT; DANOPREVIR; LACTAM; NS3 PROTEIN, HEPATITIS C VIRUS; PROTEINASE INHIBITOR; RNA HELICASE; SULFONAMIDE; VIRUS PROTEIN;

ANTIVIRAL RESISTANCE; ARTICLE; CHEMISTRY; ENZYME ACTIVE SITE; ENZYMOLOGY; GENETICS; HEPATITIS C VIRUS; KINETICS; MOLECULAR DYNAMICS; MUTATION; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN TERTIARY STRUCTURE; THERMODYNAMICS; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

AMINO ACIDS; ANTIVIRAL AGENTS; CATALYTIC DOMAIN; CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; DRUG RESISTANCE, VIRAL; HEPACIVIRUS; KINETICS; LACTAMS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; MUTATION; PROTEASE INHIBITORS; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN STRUCTURE, TERTIARY; RNA HELICASES; SULFONAMIDES; THERMODYNAMICS; VIRAL NONSTRUCTURAL PROTEINS;

EID: 84865724768     PISSN: 1742206X     EISSN: 17422051     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2mb25157d     Document Type: Article

References (66)

1. Hepatitis C: disease 3 burden, World Health Organization, Geneva, Switzerland. http://www.who.int/vaccine-research/diseases/viral-cancers/en/ index2.html, accessed May 30, 2012
2. P. Simmonds E. C. Holmes T.-A. Cha S.-W. Chan F. McOmish B. Irvine E. Beall P. L. Yap J. Kolberg M. S. Urdea J. Gen. Virol. 1993 74 2391 2399
3. P. Simmonds J. Bukh C. Combet G. Deléage N. Enomoto S. Feinstone P. Halfon G. Inchauspé C. Kuiken G. Maertens M. Mizokami D. G. Murphy H. Okamoto J.-M. Pawlotsky F. Penin E. Sablon T. Shin-I L. J. Stuyver H.-J. Thiel S. Viazov A. J. Weiner A. Widell Hepatology 2005 42 962 973
4. M. W. Fried M. L. Shiffman K. R. Reddy C. Smith G. Marinos F. L. Gonçales D. Häussinger M. Diago G. Carosi D. Dhumeaux A. Craxi A. Lin J. Hoffman J. Yu N. Engl. J. Med. 2002 347 975 982
5. S. J. Hadziyannis H. Sette T. R. Morgan V. Balan M. Diago P. Marcellin G. Ramadori H. Bodenheimer D. Bernstein M. Rizzetto S. Zeuzem P. J. Pockros A. Lin A. M. Ackrill f. t. P. I. S. Group Ann. Intern. Med. 2004 140 346 355
6. S. Munir S. Saleem M. Idrees A. Tariq S. Butt B. Rauff A. Hussain S. Badar M. Naudhani Z. Fatima M. Ali L. Ali M. Akram M. Aftab B. Khubaib Z. Awan Virol. J. 2010 7 296 301
7. D. L. Sali R. Ingram M. Wendel D. Gupta C. McNemar A. Tsarbopoulos J. W. Chen Z. Hong R. Chase C. Risano R. Zhang N. Yao A. D. Kwong L. Ramanathan H. V. Le P. C. Weber Biochemistry 1998 37 3392 3401
8. D. N. Frick R. S. Rypma A. M. I. Lam B. Gu J. Biol. Chem. 2004 279 1269 1280
9. C. Zhang Z. Cai Y.-C. Kim R. Kumar F. Yuan P.-Y. Shi C. Kao G. Luo J. Virol. 2005 79 8687 8697
10. R. K. F. Beran V. Serebrov A. M. Pyle J. Biol. Chem. 2007 282 34913 34920
11. R. K. F. Beran A. M. Pyle J. Biol. Chem. 2008 283 29929 29937
12. J. L. Kim K. A. Morgenstern C. Lin T. Fox M. D. Dwyer J. A. Landro S. P. Chambers W. Markland C. A. Lepre E. T. O'Malley S. L. Harbeson C. M. Rice M. A. Murcko P. R. Caron J. A. Thomson Cell 1996 87 343 355
13. R. A. Love H. E. Parge J. A. Wickersham Z. Hostomsky N. Habuka E. W. Moomaw T. Adachi Z. Hostomska Cell 1996 87 331 342
14. I. Melnikova Nat. Rev. Drug Discovery 2011 10 93 94
15. C. Lin, HCV NS3-4A Serine Protease, in: Hepatitis C Viruses: Genomes and Molecular Biology, ed., S. L. Tan, Horizon Bioscience, Norfolk (UK), 2006
16. N. Yao P. Reichert S. S. Taremi W. W. Prosise P. C. Weber Structure 1999 7 1353 1363
17. A. Johansson I. Hubatsch E. Åkerblom G. Lindeberg S. Winiwarter U. H. Danielson A. Hallberg Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001 11 203 206
18. A. Johansson A. Poliakov E. Åkerblom G. Lindeberg S. Winiwarter B. Samuelsson U. H. Danielson A. Hallberg Bioorg. Med. Chem. 2002 10 3915 3922
19. A. Johansson A. Poliakov E. Åkerblom K. Wiklund G. Lindeberg S. Winiwarter U. H. Danielson B. Samuelsson A. Hallberg Bioorg. Med. Chem. 2003 11 2551 2568
20. K. Oscarsson A. Poliakov S. Oscarson U. H. Danielson A. Hallberg B. Samuelsson Bioorg. Med. Chem. 2003 11 2955 2963
21. R. Rönn Y. A. Sabnis T. Gossas E. Åkerblom U. Helena Danielson A. Hallberg A. Johansson Bioorg. Med. Chem. 2006 14 544 559
22. N. J. Liverton M. K. Holloway J. A. McCauley M. T. Rudd J. W. Butcher S. S. Carroll J. DiMuzio C. Fandozzi K. F. Gilbert S.-S. Mao C. J. McIntyre K. T. Nguyen J. J. Romano M. Stahlhut B.-L. Wan D. B. Olsen J. P. Vacca J. Am. Chem. Soc. 2008 130 4607 4609
23. S. Harper J. A. McCauley M. T. Rudd M. Ferrara M. DiFilippo B. Crescenzi U. Koch A. Petrocchi M. K. Holloway J. W. Butcher J. J. Romano K. J. Bush K. F. Gilbert C. J. McIntyre K. T. Nguyen E. Nizi S. S. Carroll S. W. Ludmerer C. Burlein J. M. DiMuzio D. J. Graham C. M. McHale M. W. Stahlhut D. B. Olsen E. Monteagudo S. Cianetti C. Giuliano V. Pucci N. Trainor C. M. Fandozzi M. Rowley P. J. Coleman J. P. Vacca V. Summa N. J. Liverton ACS Med. Chem. Lett. 2012 3 332 336
24. Z. J. Song D. M. Tellers M. Journet J. T. Kuethe D. Lieberman G. Humphrey F. Zhang Z. Peng M. S. Waters D. Zewge A. Nolting D. Zhao R. A. Reamer P. G. Dormer K. M. Belyk I. W. Davies P. N. Devine D. M. Tschaen J. Org. Chem. 2011 76 7804 7815
25. N. Schiering A. D'Arcy F. Villard O. Simić M. Kamke G. Monnet U. Hassiepen D. I. Svergun R. Pulfer J. Eder P. Raman U. Bodendorf Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 21052 21056
26. P. A. Kollman I. Massova C. Reyes B. Kuhn S. Huo L. Chong M. Lee T. Lee Y. Duan W. Wang O. Donini P. Cieplak J. Srinivasan D. A. Case T. E. Cheatham Acc. Chem. Res. 2000 33 889 897
27. I. Massova P. Kollman Perspect. Drug Discovery Des. 2000 18 113 135
28. V. Tsui D. A. Case Biopolymers 2000 56 275 291
29. A. Onufriev D. Bashford D. A. Case J. Phys. Chem. B 2000 104 3712 3720
30. S. D. Seiwert S. W. Andrews Y. Jiang V. Serebryany H. Tan K. Kossen P. T. R. Rajagopalan S. Misialek S. K. Stevens A. Stoycheva J. Hong S. R. Lim X. Qin R. Rieger K. R. Condroski H. Zhang M. G. Do C. Lemieux G. P. Hingorani D. P. Hartley J. A. Josey L. Pan L. Beigelman L. M. Blatt Antimicrob. Agents Chemother. 2008 52 4432 4441
31. A. Kouranov L. Xie J. de la Cruz L. Chen J. Westbrook P. E. Bourne H. M. Berman Nucleic Acids Res. 2006 34 D302 D305
32. K. P. Romano A. Ali W. E. Royer C. A. Schiffer Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 20986 20991
33. N. Guex M. C. Peitsch Electrophoresis 1997 18 2714 2723
34. J. M. Word S. C. Lovell J. S. Richardson D. C. Richardson J. Mol. Biol. 1999 285 1735 1747
35. J. M. Word S. C. Lovell T. H. LaBean H. C. Taylor M. E. Zalis B. K. Presley J. S. Richardson D. C. Richardson J. Mol. Biol. 1999 285 1711 1733
36. P. Shannon A. Markiel O. Ozier N. S. Baliga J. T. Wang D. Ramage N. Amin B. Schwikowski T. Ideker Genome Res. 2003 13 2498 2504
37. N. T. Doncheva K. Klein F. S. Domingues M. Albrecht Trends Biochem. Sci. 2011 36 179 182
38. Y. Assenov F. Ramírez S.-E. Schelhorn T. Lengauer M. Albrecht Bioinformatics 2008 24 282 284
39. D. A. Case, T. A. Darden, T. E. Cheatham III, C. L. Simmerling, J. Wang, R. E. Duke, R. Luo, M. Crowley, R. C. Walker, W. Zhang, K. M. Merz, B. Wang, S. Hayik, A. Roitberg, G. Seabra, I. Kolossváry, K. F. Wong, F. Paesani, J. Vanicek, X. Wu, S. R. Brozell, T. Steinbrecher, H. Gohlke, L. Yang, C. Tan, J. Mongan, V. Hornak, G. Cui, D. H. Mathews, M. G. Seetin, C. Sagui, V. Babin and P. A. Kollman, AMBER 10, University of California, San Francisco, 2008
40. W. L. Jorgensen J. Chandrasekhar J. D. Madura R. W. Impey M. L. Klein J. Chem. Phys. 1983 79 926 935
41. Y. Duan C. Wu S. Chowdhury M. C. Lee G. Xiong W. Zhang R. Yang P. Cieplak R. Luo T. Lee J. Caldwell J. Wang P. Kollman J. Comput. Chem. 2003 24 1999 2012
42. R. H. Stote M. Karplus Proteins: Struct., Funct., Genet. 1995 23 12 31
43. J. Wang R. M. Wolf J. W. Caldwell P. A. Kollman D. A. Case J. Comput. Chem. 2004 25 1157 1174
44. C. I. Bayly P. Cieplak W. Cornell P. A. Kollman J. Phys. Chem. 1993 97 10269 10280
45. P. Cieplak W. D. Cornell C. Bayly P. A. Kollman J. Comput. Chem. 1995 16 1357 1377
46. T. Fox P. A. Kollman J. Phys. Chem. B 1998 102 8070 8079
47. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery Jr, J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, N. J. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski and D. J. Fox, Gaussian 09; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009
48. T. Darden D. York L. Pedersen J. Chem. Phys. 1993 98 10089 10092
49. J.-P. Ryckaert G. Ciccotti H. J. C. Berendsen J. Comput. Phys. 1977 23 327 341
50. H. Gohlke C. Kiel D. A. Case J. Mol. Biol. 2003 330 891 913
51. B. L. Kormos Y. Benitex A. M. Baranger D. L. Beveridge J. Mol. Biol. 2007 371 1405 1419
52. R. C. Rizzo S. Toba I. D. Kuntz J. Med. Chem. 2004 47 3065 3074
53. R. Chachra R. C. Rizzo J. Chem. Theory Comput. 2008 4 1526 1540
54. T. Hou W. Zhang D. A. Case W. Wang J. Mol. Biol. 2008 376 1201 1214
55. H. Liu X. Yao C. Wang J. Han Mol. Pharmaceutics 2010 7 894 904
56. W. Xue D. Pan Y. Yang H. Liu X. Yao Antiviral Res. 2012 93 126 137
57. H. Gouda I. D. Kuntz D. A. Case P. A. Kollman Biopolymers 2003 68 16 34
58. D. Sitkoff K. A. Sharp B. Honig J. Phys. Chem. 1994 98 1978 1988
59. B. Kuhn P. A. Kollman J. Med. Chem. 2000 43 3786 3791
60. G.-F. Hao G.-F. Yang PLoS One 2010 5 e10742
61. P. Csermely Trends Biochem. Sci. 2008 33 569 576
62. S. Vishveshwara A. Ghosh P. Hansia Curr. Protein Pept. Sci. 2009 10 146 160
63. C. Welsch S. Schweizer T. Shimakami F. S. Domingues S. Kim S. M. Lemon I. Antes Antimicrob. Agents Chemother. 2012 56 1907 1915
64. G. Dahl A. Sandström E. Åkerblom U. H. Danielson FEBS J. 2007 274 5979 5986
65. T.-I. Lin O. Lenz G. Fanning T. Verbinnen F. Delouvroy A. Scholliers K. Vermeiren Å. Rosenquist M. Edlund B. Samuelsson L. Vrang H. de Kock P. Wigerinck P. Raboisson K. Simmen Antimicrob. Agents Chemother. 2009 53 1377 1385
66. K. P. Romano J. M. Laine L. M. Deveau H. Cao F. Massi C. A. Schiffer J. Virol. 2011 85 6106 6116