Nucleotide-dependent dynamics of the Dengue NS3 helicase

Dengue represents a substantial public health burden, particularly in low-resource countries. Non-structural protein 3 (NS3) is a multifunctional protein critical in the virus life cycle and has been identified as a promising anti-viral drug target. Despite recent crystallographic studies of the NS3 helicase domain, only subtle structural nucleotide-dependent differences have been identified, such that its coupled ATPase and helicase activities remain mechanistically unclear. Here we use molecular dynamics simulations to explore the nucleotide-dependent conformational landscape of the Dengue virus NS3 helicase and identify substantial changes in the protein flexibility during the ATP hydrolysis cycle. We relate these changes to the RNA-protein interactions and proposed translocation models for other monomeric helicases. Furthermore, we report a novel open-loop conformation with a likely escape route for Pi after hydrolysis, providing new insight into the conformational changes that underlie the ATPase activity of NS3.Fil: Sarto, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Kaufman, Sergio Benjamín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Arrar, Mehrnoosh. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin