In this study, we investigate the binding interactions of two synthetic antiviral peptides (DET2 and DET4) on type II dengue virus (DENV2) envelope protein domain III. These two antiviral peptides are designed based on the domain III of the DENV2 envelope protein, which has shown significant inhibition activity in previous studies and can be potentially modified further to be active against all dengue strains. Molecular docking was performed using AutoDock Vina and the best-ranked peptide-domain III complex was further explored using molecular dynamics simulations. Molecular mechanics-Poisson–Boltzmann surface area (MM-PBSA) was used to calculate the relative binding free energies and to locate the key residues of peptide–protein interactions. The predicted binding affinity correlated well with the previous experimental studies. DET4 outperformed DET2 and is oriented within the binding site through favorable vdW and electrostatic interactions. Pairwise residue decomposition analysis has revealed several key residues that contribute to the binding of these peptides. Residues in DET2 interact relatively lesser with the domain III compared to DET4. Dynamic cross-correlation analysis showed that both the DET2 and DET4 trigger different dynamic patterns on the domain III. Correlated motions were seen between the residue pairs of DET4 and the binding site while binding of DET2 results in anti-correlated motion on the binding site. This work showcases the use of computational study in elucidating and explaining the experiment observation on an atomic level.

中文翻译：

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登革热病毒侵入肽抑制剂的动力学和结合相互作用

在这项研究中，我们研究了两种合成抗病毒肽（DET2 和 DET4）对 II 型登革热病毒 (DENV2) 包膜蛋白域 III 的结合相互作用。这两种抗病毒肽是基于 DENV2 包膜蛋白的结构域 III 设计的，该结构域在以前的研究中显示出显着的抑制活性，并且可以进一步修饰以对所有登革热菌株具有活性。使用 AutoDock Vina 进行分子对接，并使用分子动力学模拟进一步探索排名最高的肽域 III 复合物。分子力学-泊松-玻尔兹曼表面积 (MM-PBSA) 用于计算相对结合自由能并定位肽-蛋白质相互作用的关键残基。预测的结合亲和力与之前的实验研究密切相关。DET4 的表现优于 DET2，并且通过有利的 vdW 和静电相互作用在结合位点内定向。成对残基分解分析揭示了几个有助于这些肽结合的关键残基。与 DET4 相比，DET2 中的残基与域 III 的相互作用相对较少。动态互相关分析表明 DET2 和 DET4 在域 III 上触发不同的动态模式。在 DET4 的残基对和结合位​​点之间观察到相关运动，而 DET2 的结合导致结合位点上的反相关运动。这项工作展示了计算研究在原子水平上阐明和解释实验观察的用途。成对残基分解分析揭示了几个有助于这些肽结合的关键残基。与 DET4 相比，DET2 中的残基与域 III 的相互作用相对较少。动态互相关分析表明 DET2 和 DET4 在域 III 上触发不同的动态模式。在 DET4 的残基对和结合位​​点之间观察到相关运动，而 DET2 的结合导致结合位点上的反相关运动。这项工作展示了计算研究在原子水平上阐明和解释实验观察的用途。成对残基分解分析揭示了几个有助于这些肽结合的关键残基。与 DET4 相比，DET2 中的残基与域 III 的相互作用相对较少。动态互相关分析表明 DET2 和 DET4 在域 III 上触发不同的动态模式。在 DET4 的残基对和结合位​​点之间观察到相关运动，而 DET2 的结合导致结合位点上的反相关运动。这项工作展示了计算研究在原子水平上阐明和解释实验观察的用途。动态互相关分析表明 DET2 和 DET4 在域 III 上触发不同的动态模式。在 DET4 的残基对和结合位​​点之间观察到相关运动，而 DET2 的结合导致结合位点上的反相关运动。这项工作展示了计算研究在原子水平上阐明和解释实验观察的用途。动态互相关分析表明 DET2 和 DET4 在域 III 上触发不同的动态模式。在 DET4 的残基对和结合位​​点之间观察到相关运动，而 DET2 的结合导致结合位点上的反相关运动。这项工作展示了计算研究在原子水平上阐明和解释实验观察的用途。