Изучение механизмов лекарственной устойчивости ВИЧ-1 к ингибиторам обратной транскриптазы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, доктор биологических наук Николенко, Галина Николаевна

• Николенко, Галина Николаевна
• доктор биологических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор биологических наук Николенко, Галина Николаевна

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1.1. Актуальность темы.

1.2. Цель и задачи исследования.

1.3. Научная новизна и практическая значимость работы.

1.4. Положения, выносимые на защиту.

1.5. Апробация работы.

1.6. Структура и объем диссертации.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Обшая характеристика вируса иммунодефицита человека типа 1.

2.2. Структура и функции обратной транскриптазы ВИЧ-1.

2.3. Нуклеозидные и ненуклеозидные ингибиторы обратной транскриптазы.

2.4. Механизмы лекарственной устойчивости к >П1Т1.

2.4.1. Механизм дискриминации и характерные лекарственно-устойчивые мутации.

2.4.1.1. М1841/У и ее роль в лекарственной устойчивости.

2.4.1.2. Ь74У и устойчивость к дидеоксинуклеотидным аналогам.

2.4.1.3. К6511 и устойчивость к тенофовиру.

2.4.1.4. Комплекс С? 151М и множественная лекарственная устойчивость.

2.4.2. Механизм фосфоролиза и характерные лекарственно-устойчивые мутации.

2.4.2.1. Молекулярные аспекты реакции фосфоролиза.

2.4.2.2. Мутации, специализирующиеся в реакции фосфоролиза.

2.4.3. Антагонизм мутаций, способствующих дискриминации нуклеозидного аналога, и мутаций с усиленной способностью к фосфоролизу.

2.5. Механизмы приобретения устойчивости к КЫЮТ и характерные лекарственно-устойчивые мутации.

2.6. Взаимодействие мутаций, селектированных к разным классам ингибиторов (ИИЛ и №ЛШ).

2.7. Роль вирусной РНКазы в лекарственной устойчивости к N1111 и

2.7.1. Функции вирусной РНКазы в процессе обратной транскрипции.

2.7.2. Новый механизм лекарственной устойчивости к ИЮТ, обусловленный мутациями в С-концевом районе обратной транскриптазы.

2.7.3. Механизм перекрестной лекарственной устойчивости к нуклеозидным и ненуклеозидым аналогам, обеспечиваемый мутациями С-концевого района обратной транскриптазы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение механизмов лекарственной устойчивости ВИЧ-1 к ингибиторам обратной транскриптазы»

Вирус иммунодефицита человека 1 типа (ВИЧ-1) - инфекционный агент, вызывающий Синдром Приобретенного Иммунодефицита человека (СПИД). Глобальная эпидемия' СПИДа, которая распространяется вот уже более 30 лет, вовлекая в ряды инфицированных ежегодно более 2 миллионов человек, является серьезной проблемой мирового здравоохранения. По последним данным Всемирной Организации Здравоохранения, в мире число ВИЧ-инфицированных составляет около 34 млн. человек, причем количество вновь инфицированных продолжает расти и в 2010 году составило 2.7 млн., а число умерших - 1.8 млн. человек (www.unaids.org).

В последние годы достигнуты значительные успехи в разработке новых терапевтических агентов и стратегии лечения ВИЧ-инфекции. Основными1 мишенями разрабатываемых лекарственных препаратов против ВИЧ-1 служат жизненно-важные ферменты вируса: обратная транскриптаза, протеаза и интеграза, - а также белки оболочки и рецепторы на поверхности Т-лимфоцитов. В период с 1987 г. по 2008 г. разрешено применение 18 'лекарственных препаратов, ингибирующих обратную транскриптазу ВИЧ-1 - это нуклеозидные и ненуклеозидые ингибиторы, с 1995 по 2006 г.г. - 11 препаратов, ингибирующих протеазу, с 2003 по 2007 г.г. - 2-х препаратов, препятствующих проникновению вируса в клетку; в 2007 г. - ингибитор интегразы. В настоящее время в США официально используется около 30 различных терапевтических препаратов (http://www.fda.gov/oashi/aids). На начальной стадии лечения рекомендуется использовать комбинации одного или двух нуклеозидных аналогов, одного ненуклеозидого и/или одного ингибитора протеазы (http://aidsinfo.nih. govt. Лекарственные препараты против ВИЧ-1 инфекции не могут излечить заболевание, однако существенно замедляют патологические • процессы, улучшают качество жизни больных и снижают уровень смертности (Palella et al., 1998). В глобальном масштабе, постоянное расширение спектра анти-ВИЧ-1 препаратов, позволило достигнуть значительных успехов. Так, обеспечение лечением нуждающихся увеличилось с 7% в 2003 г. до 42% в 2008 г., передача вируса от матери ребенку была снижена за эти же годы с 90% до 55% (www.unaids.orgV

Несмотря на существенный прогресс в разработке и использовании лекарственных препаратов против ВИЧ-1, вызываемые ими побочные эффекты, а именно: непереносимость и токсичность при длительном применении, а также несоблюдение режима приема препаратов — сильно снижают эффективность их действия. Другая проблема связана с особенностями жизненного цикла вируса, обусловливающими высокую скорость его адаптации. Вирус размножается в организме взрослого человека с высокой скоростью — до ю

10 вирусных частиц в день (Perelson et al., 1996). При этом уровень ошибок при обратной

-5 транскрипции достигает 5x10 , — что приводит примерно к одной мутации на каждый цикл репликации (Mansky, 1996; Svarovskaia et al., 2003). Не стоит забывать, что ВИЧ-1 обладает весьма высокой частотой рекомбинации (Hu et al., 2003). Учитывая размер генома вируса (около 10000 нуклеотидов) при выполнении простых вычислений, можно предположить, что каждый день в организме взрослого пациента могут генерироваться все возможные точечные мутации, и в присутствии противовирусного препарата неизбежно произойдет отбор лекарственно-устойчивых вариантов вируса (Coffin, 1995). Дополнительные трудности в борьбе с инфекцией возникают из-за трансмиссии лекарственно-устойчивых штаммов ВИЧ, причем в отдельных регионах 10-20% вновь инфицированного контингента заражено именно такими штаммами (SPREAD Programme, (2008).

Около половины всех лекарственных препаратов против ВИЧ-1 ингибируют полимеразную активность обратной транскриптазы. Разработка лекарственных препаратов,, направленных на специфическое блокирование активности вирусной РНКазы, продолжается не один год, но до сих пор не увенчалась успехом из-за их высокой токсичности (Schultz and Champoux, 2008). Используемые для лечения ингибиторы обратной транскриптазы подразделяют на две группы: нуклеозидные аналоги (NRTI), и ненуклеозидые аналоги (NNRTI).

Интенсивные исследования механизмов лекарственной устойчивости к ингибиторам с обратной транскриптазы начались в 1987 году вскоре после внедрения первых антиретровирусных препаратов в клиническую практику. К началу данной работы было описано два основных механизма лекарственной устойчивости к нуклеозидным аналогам -дискриминация (Gao et al., 2000; Sarafianos et al., 1999) и фосфоролиз (Arion et al., 1998; Meyer et al., 1998). В соответствии с механизмом дискриминации лекарственно-устойчивые мутации образуют пространственные препятствия для включения трифосфорилированной формы ингибитора, NRTI-TP, в растущую ДНК-цепь. В соответствии с механизмом фосфоролиза лекарственно-устойчивые мутации обратной транскриптазы способствуют удалению 3'-терминирующего NRTI в присутствии физиологических концентрациий пирофосфата или АТР, который служит акцепторным субстратом реакции.

Несмотря на то, что описанные механизмы лекарственной устойчивости представляли обоснованную теоретическую и практическую базу, все предыдущие исследования ограничивались только N-концевым участком фермента, содержащим его полимеразный домен. С-концевой район фермента при этом оставался мало изученным с этой точки зрения. Отчасти это было обусловлено ограничениями коммерческих генотипических и фенотипических тест-систем, не включающих этот район в стандартные тесты (Рейх>рои1оз е1 а1., 2000; БИаГег е! а1., 2001; Тига1 е1 а!., 2002), вследствие чего исследователям была доступна весьма ограниченная информация о последовательности этого района обратной транскриптазы. Таким образом, для прогнозирования результатов лечения и развития антивирусных препаратов нового поколения, которые позволят значительно усовершенствовать стратегии лечения ВИЧ-инфицированных, необходимо понимание функционирования обратной транскриптазы как единого целого, поэтому более углубленное исследование свойств обратной транскриптазы и механизмов, лежащих в основе лекарственной устойчивости является актуальной задачей.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Николенко, Галина Николаевна

6. ВЫВОДЫ

1. Разработан новый ЦС-ПЦР анализ для определения количества копий специфической цепи ДНК ВИЧ-1, который позволяет установить ранее недоступные для анализа параметры обратной транскрипции ВИЧ-1 на культуре клеток, с использованием которого впервые показано, что:

- скорость синтеза «минус»-цепи ДНК для ВИЧ-1 в культуре клеток 293Т и первичных СБ4+Т-лимфоцитах составляет 68-70 нуклеотидов в минуту;

- перенос «минус»-цепи ДНК составляет 4 минуты, а перенос «плюс»-цепи ДНК — 26 минут;

- инициации синтеза «плюс»-цепи ДНК с главного сайта инициации РРТ составляет 9 минут; а с альтернативного сРРТ- 28 минут;

- инициация синтеза «плюс»-цепи ДНК осуществляется на множественных сайтах;

- ингибиторы обратной транскриптазы AZT и d4T замедляют главным образом кинетику синтеза «минус»-цепи ДНК.

2. Разработан новый тест на культуре клеток для определения частоты смены матрицы обратной транскриптазой ВИЧ-1, с использованием которого впервые показано, что смена матрицы ВИЧ-1 происходит по механизму динамического выбора, согласно которому снижение полимеразной активности приводит к увеличению частоты смены матрицы, а снижение РНКазной активности приводит к уменьшению частоты смены матрицы.

3. Впервые показано, что лекарственно-устойчивые мутации обратной транскриптазы ВИЧ-1 увеличивают частоту смены матрицы, что может способствовать приобретению множественных лекарственно-устойчивых мутаций.

4. Впервые показана высокая корреляция до 89% между частотой смены матрицы и точностью копирования in vivo и in vitro для мутаций каталитического сайта полимеразы ВИЧ-1.

5. Предложен и обоснован новый механизм лекарственной устойчивости к нуклеозидным и ненуклеозидным аналогам, обусловленный мутациями С-концевого района обратной транскриптазы, который отражает важную роль в лекарственной устойчивости ВИЧ-1 баланса между деградацией РНК-матрицы и NRTI-фосфоролизом/NNRTI-диссоциацией:

- присоединение NRTI к праймеру/связывание обратной транскриптазы с NNRTI приводит к остановке полимеризации и формированию некомпетентного к полимеризации комплекса; снижение активности РНКазы обеспечивает продление времени для осуществления МЯТЬфосфоролизаММЯТЬдиссоциации и дальнейшей реинициации полимеризации; аффинность обратной транскриптазы к NNRTI является критическим фактором, определяющим, в какой степени снижение активности РНКазы за счет мутаций может усиливать лекарственную устойчивость.

6. Впервые показано, что мутации С-концевого домена обратной транскриптазы, увеличивающие устойчивость к NRTI и NNRTI, селектируются в вирусах пациентов, проходящих антивирусную терапию; идентифицированы новые мутации в коннекторном участке обратной транскриптазы от вирусов пациентов, способствующие лекарственной устойчивости к NRTI: E312Q, G335C/D, N3481, A360V/I, V365I, A376S, а также и к NNRTI: G335C, N3481, A360V/I и A376S.

7. Впервые показано, что новые мутации в коннекторном участке обратной транскриптазы обладают сниженной активностью РНКазы in vivo и in vitro и усиленной способностью к фосфоролизу на РНК матрице в соответствии с предложенным механизмом лекарственной устойчивости.

8. Впервые показано, что в контексте ТАМ лекарственная устойчивость к AZT референс-штамма вируса подтипа CRF01AE в 6 раз выше чем референс-штамма вируса подтипа В ВИЧ-1, что обусловлено присутствием мутации коннектора А400Т.

9. Впервые показано, что мутации N3481, A360V/T, N377V и D488E ассоциированы с лечением, а мутации N3481, R358K, G359S, A360V, V365I, A371V, K451R и K512R - с присутствием ТАМ в группе прошедших терапию пациентов.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации Публикации в научных журналах

1. Г.Н. Николенко, А.Т. Котелкин, С.Ф. Орешкова, А.А. Ильичев. Механизмы лекарственной устойчивости ВИЧ-1 к нуклеозидным и ненуклеозидным ингибиторам обратной транскриптазы.// Мол. Биология. 2011; 45(1):108-26.

2. R. В. Lengruber, К.А. Delvkis-Frankenberry, G. N. Nikolenko, J. Baumann, A. F. Santos, V. K. Pathak, and M. A. Soares. Phenotypic characterization of drug resistance-associated mutations in HIV-1 RT connection and RNase H domains and their correlation with thymidine analogue mutations.// J. Antimicrob. Chemotherapy. 2011. 66(4): 702-8.

3. G.N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry, and V.K. Pathak. A Novel Molecular Mechanism of Dual Resistance to Nucleoside and Nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors.//J.Virol. 2010. 84(10), p. 5238-49.

4. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, and V. K. Pathak. The "Connection" Between HIV Drug Resistance and RNase H.// Viruses. 2010.2(7). p. 1476-1503.

5. K.A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, F. Maldarelli, S. Hase, Y. Takebe, and V. K. Pathak. Subtype-specific differences in the HIV-1 reverse transcriptase connection subdomain of CRF01AE are associated with higher AZT resistance.// J.Virol. 2009. 83(17). p. 8502-13.

6. G.N. Nikolenko, K.A. Delviks-Frankenberry, and V.K. Pathak. A Novel Molecular Mechanism of Dual Resistance to Nucleoside and Nonnucleoside Reverse Transcriptase Inhibitors.// Antiviral Therapy 2009;14: S123.

7. K.A. Delviks-Frankenberry, G.N. Nikolenko, F. Maldarelli, S. Hase, Y. Takebe, and V.K. Pathak. Subtype-Specific Amino Acid Polymorphisms in the HIV-1 Reverse Transcriptase Connection Subdomain of CRF01AE are Associated with Higher 3'-Azido-3'-Deoxythymidine Resistance.// Antiviral Therapy 2009; 14: S124.

8. K. A. Delviks-Frankenberry*, G. N. Nikolenko*, P.L. Boyer, S.H. Hughes, J.M. Coffin, A. Jere, and V. K. Pathak. HIV-1 reverse transcriptase connection domain mutations reduce template RNA degradation and enhance NRTI excision.// Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105(31), p. 10943-8 * K.A.D-F. and G.N.N, share co-authorship of this paper.

9. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry, A.Jere, and V. K. Pathak. Mutations in the reverse transcriptase connection and RNAse H domains exhibit dual resistance to nucleoside and non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors. // Antiviral Therapy 2008;13: A55.

10. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry, P.L. Boyer, S.H. Hughes, J.M. Coffin, A. Jere, and V. K. Pathak. HIV-1 reverse transcriptase connection domain mutations reduce template RNA degradation and enhance NRTI excision.// Antiviral Therapy 2008; 13: A60.

11. G. N. Nikolenko*, K.A. Delviks-Frankenberry*, S. Palmer, F. Maldarelli, M. J. Fivash Jr., J.M. Coffin, and V. K. Pathak. Mutations in the connection domain of HIV-1 reverse transcriptase increase 3'-azido-3'-deoxythymidine resistance.// Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007.104(1). P. 317-322. *G.N.N. and K.A.D-F. share co-authorship of this paper.

12. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, R. Barr, and V. K. Pathak. Probing the Mechanism by Which Connection Domain Mutations Enhance AZT Resistance: Mutational Analysis of the RNase H Primer Grip.// Antiviral Therapy 2007;12: S125. A

13. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, R. Barr, and V. K. Pathak. Mutations in human immunodeficiency virus type-1 RNase H primer grip enhance 3'-azido-3'-deoxythymidine resistance.// J. Virol. 2007. v.81 (13). P.6837-45.

14. D.C. Thomas, Y.A.Voronin, G. N. Nikolenko, J. Chen, W. S. Hu, and V. K. Pathak. Determination of the ex vivo rates of HIV-1 reverse transcription using novel strand-specific amplification (SSA) analysis.// J. Virol. 2007. v.81 (9). P.4798-807.

15. G. N. Nikolenko, K. A. Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. The HIV-1 reverse transcriptase connection domain from treatment-experienced patients contributes to AZT resistance.// Antiviral Therapy 2006; 11:S142.

16. G. N. Nikolenko, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. Mechanism for nucleoside analog-mediated abrogation of HIV-1 replication: balance between RNase H activity and nucleotide excision. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005. V. 102 (6). P. 2093-2098. v

17. J.L. Mbisa, G.N. Nikolenko, and V.K. Pathak. Mutations in the RNase H primer grip domain of murine leukemia virus reverse transcriptase decrease efficiency and accuracy of plus-strand DNA transfer.// J Virol. 2005. V. 79 (1). P. 419-427.

18. G. N. Nikolenko, K. A. Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. RNase H domains obtained from treatment-experienced patients increase resistance to AZT.// Antiviral Therapy 2005; 10:S89.

19. G. N. Nikolenko, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. Mutations in HIV-1 RNase H domain confer high-level resistance to nucleoside reverse transcriptase inhibitors and provide novel insights into the mechanism of nucleotide excision-mediated drug resistance.// Antiviral Therapy 2004; 9:S26.

20. G N. Nikolenko, E.S. Svarovskaia, K. A. Delviks, and V. K. Pathak. Antiretroviral drug resistance mutations in human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase increase template-switching frequency.// J. Virol. 2004. V. 78 (16) p. 8761-8770.

Презентации Доклады

1. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry, P.L. Boyer, S.H. Hughes, J.M. Coffin, A. Jere, and V. K. Pathak. HIV-1 reverse transcriptase connection domain mutations reduce template RNA degradation and enhance NRTI excision. // Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 19-24,2008. New York, USA.

2. G. N. Nikolenko and V.K.Pathak. Novel Mechanism of HIV-1 Resistance to Reverse Transcriptase Inhibitors.// SABiosciences. November 16, 2009. Frederick, MD, USA.

3. G. N. Nikolenko and V.K.Pathak. Novel Mechanism of HIV-1 Resistance to Reverse Transcriptase Inhibitors.// Meso Scale Diagnostics. November 10, 2009. Gaithersburg, MD, USA.

4. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, and V. K. Pathak. HIV RT connection mutations decrease RNaseH cleavage and increase AZT resistance. //The Anual Think Tank Meeting of HIV Drug Resistance Program, 2008. NCI-Frederick, MD, USA.

5. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry and V. K. Pathak. Novel Mechanism of HIV-1 Drug Resistance: Mutations in the Reverse Transcriptase Connection Domain Exhibit Dual Resistance to NRTIs and NNRTIs.// 47th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy. September 17-20,2007. Chicago, IL, USA.

6. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, R. Barr, and V. K. Pathak. Probing the Mechanism by Which Connection Domain Mutations Enhance AZT Resistance: Mutational Analysis of the RNase H Primer Grip.// XVI International HIV Drug Resistance Workshop: Basic Principles & Clinical Implications. June 12-19,2007. Barbados.

7. G. N. Nikolenko, K. A. Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J. W. Mellors, J. M. Coffin and V. K. Pathak. C-Terminal HIV-1 Reverse Transcriptase Domains Obtained from Treatment-Experienced Patients Contribute to AZT Resistance. // Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 24-29.2006. New York.

8. Nikolenko, G.N. , K. A. Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J. W. Mellors, J. M. Coffin and V. K. Pathak. The HIV-1 Reverse Transcriptase Connection Domain From Treatment-Experienced Patients Contributes To AZT Resistance.// XV International HIV Drug Resistance Workshop: Basic Principles and Clinical Implications, 2006. Spain.

9. G. N. Nikolenko and V.K.Pathak. Novel mechanism of HIV-1 resistance to nucleoside analogs: Balance between RNase H activity and nucleotide excision.// Center for Sickle Cell Disease, Howard University. February 9,2006. Washington, DC.

10. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry and V. K. Pathak. RNase H domains obtained from treatment-experienced patients increase resistance to AZT.// Sixth HIV DRP Symposium on Antiviral Drug Resistance. November 13-16,2005. Chantilly, VA, USA.

11. G. N. Nikolenko, K. A. Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin," and V. K. Pathak. RNase H domains obtained from treatment-experienced patients increase resistance to AZT.// XIV International HIV Drug Resistance Workshop: Basic Principles & Clinical Implications. June 7-11,2005. Quebec City, Canada.

12. G. N. Nikolenko, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. Mechanism for nucleoside analog-mediated abrogation of HIV-1 replication: Balance between RNase H activity and nucleotide excision.// Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 23-28,2005. CSH, USA.

13. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry and V. K. Pathak. A novel mechanism for nucleoside reverse transcriptase inhibitor-mediated abrogation of HIV-1 replication: interplay between RNase H activity and nucleotide excision.// Fifth HIV DRP Symposium on Antiviral Drug Resistance. November 14-17,2004. Chantilly, VA, USA.

14. G. N. Nikolenko and V. K. Pathak.The role of HIV-1 RNase H in NRTI resistance.// NCI-Frederick Scientific Interdisciplinary Retreat. October 26,2004. Rocky Gap, WA.

15. D.C. Thomas, Y.A.Voronin, G. N. Nikolenko, and V. K. Pathak. Development of strand-specific amplification (SSA) for analysis of HIV-1 reverse transcription.// Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 25-30,2004. New York, USA.

16. G. N. Nikolenko, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. A novel mechanism for nucleoside reverse transcriptase inhibitor-mediated abrogation of HIV-1 replication: interplay between RNase H activity and nucleotide excision.// The Eleventh East Coast Retrovirus Meeting. October 7-9,2004. Palm Spring, CA, USA.

17. G. N. Nikolenko and V. K. Pathak. The role of RNase H in NRTI-mediated abrogation of viral replication and NRTI resistance.// HIV Drug Resistance Program -Tufts University Join Meeting. August 25,2004.Frederick, MD.

18. G. N. Nikolenko, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. Mutations in HIV-1 RNase H domain confer high-level resistance to nucleoside reverse transcriptase inhibitors and provide novel insights into the mechanism of nicleotide excision-mediated drug resistance.// Х1П International HIV Drug Resistance workshop: Basic Principles & Clinical Implications. June 8-12,2004. Tenerife, Canary Islands, Spain.

19. G. N. Nikolenko, E. S. Svarovskaia, K. A. Delviks and V. K. Pathak. HIV-1 and MLV reverse transcriptase exhibit differences in dynamic steady state between polymerase and RNase H activities and template switching.// Third HIV DRP Symposium on Antiviral Drug Resistance. December 8-11,2002. Chantilly, VA, USA.

Постерные презентации

1. G.N. Nikolenko, К.A. Delviks-Frankenberry, and V.K. Pathak. A Novel Molecular Mechanism of Dual Resistance to Nucleoside and Nonnucleoside Reverse Transcriptase Inhibitors.// XVIII International HIV Drug Resistance Workshop: Basic Principles & Clinical Implications. June 9-13 2009. Fort Myers, Florida, USA Abstract S123.

2. K.A. Delviks-Frankenberry, G.N. Nikolenko, F. Maldarelli, S. Hase, Y. Takebe, and V.K. Pathak. Subtype-Specific Amino Acid Polymorphisms in the HIV-1 Reverse Transcriptase-Connection Subdomain of CRF01AE are Associated with Higher 3'-Azido-3'-Deoxythymidine Resistance.// XVIII International HIV Drug Resistance Workshop: Basic Principles & Clinical Implications. June 9-13 2009. Fort Myers, Florida, USA. Abstract S124.

3. Bohrer Lengruber R, Delviks-Frankenberry K, Nikolenko G, et al. Phenotypic role of HIV-1 reverse transcriptase C-terminal mutations and their relation with classical thymidine analogue mutations. 5th IAS Conference on HIV Pathogenesis, Treatment and Prevention. July 19-22,2009. Cape Town, South Africa. Abstract WEPEA079.

4. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry, and V. K. Pathak. Molecular mechanism of dual resistance to NRTIs and NNRTIs by connection and RNase H domain mutations of HIV-1 reverse transcriptase.// Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 18-23, 2009. CSH, USA. Abstract 86.

5. K.A. Delviks-Frankenberry, G.N. Nikolenko, F. Maldarelli, S. Hase, Y. Takebe, and V.K. Pathak. Subtype-Specific Differences in the HIV-1 Reverse Transcriptase Connection Subdomain of CRF01AE are Associated with Higher Resistance to 3'-Azido-3'-Deoxythymidine Compared to Subtype B. // Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 18-23,2009. CSH, USA. Abstract 45.

6. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry, A.Jere, and V. K. Pathak. Mutations in the reverse transcriptase connection and RNAse H domains exhibit dual resistance to nucleoside and non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors.// XVII International HIV Drug

Resistance Workshop: Basic Principles & Clinical Implications. June 10-13, 2008. Sitges, Spain. Abstract A55.

7. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry, P.L. Boyer, S.H. Hughes, J.M. Coffin, A. Jere, and V. K. Pathak. HIV-1 reverse transcriptase connection domain mutations reduce template RNA degradation and enhance NRTI excision. // XVII International HIV Drug Resistance Workshop: Basic Principles & Clinical Implications. June 10-13, 2008. Sitges, Spain. Abstract A60.

8. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry and V. K. Pathak. Mutations in the reverse transcriptase connection domains exhibit dual resistance to NRTIs and NNRTIs. // Eighth HIV DRP Symposium on Antiviral Drug Resistance. November 11-14, 2007. Richmond, VA, USA. Abstract 58.

9. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, A.Jere and V. K. Pathak. Mechanism of HIV-1 drug resistance: characterization of novel mutations in the RNAse H primer grip and connection domain that enhance AZT resistance.// Eighth HIV DRP Symposium on Antiviral Drug Resistance. November 11-14,2007. Richmond, VA, USA. Abstract 57.

10. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, R. Barr, and V. K. Pathak. Mutations in human immunodeficiency virus type-1 RNase H primer grip enhance 3'-azido-3'-deoxythymidine resistance.// Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 22-26, 2007. CSH, USA. Abstract 90.

11. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry and V. K. Pathak. Novel Mechanism of HIV-1 Drug Resistance: Mutations in the Reverse Transcriptase Connection Domain Exhibit Dual Resistance to NRTIs and NNRTIs.// 47th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy. September 17-20,2007. Chicago, IL, USA. Abstract 299.

12. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, and V. K. Pathak Mechanism of HIV-1 Drug Resistance: Identification of Novel Mutations in the RNase H Primer Grip that Enhance AZT Resistance// FARE 2008 Award Ceremony, September 2007. Bethesda, MD, USA.

13. K. A. Delviks-Frankenberry, G. N. Nikolenko, R. Barr, and V. K. Pathak. Identification of Novel Mutations in the HIV-1 RNase H primer grip that enhabce AZT resistance.// 11th Spring Research Festival, NCI-Frederick. May 2007, Frederick, MD, USA.

14. .G. N. Nikolenko, K. A. Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. A novel mechanism of HIV-1 drug resistance: mutations in the reverse transcriptase connection domain enhance AZT resistance.// FARE 2007 Award Ceremony, September 25,2006. Bethesda, MD, USA.

15. G. N. Nikolenko, K. A. Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J. W. Mellors, J. M. Coffin and V. K. Pathak. C-terminal Domains Obtained From Treatment-Experienced Patients Contributes to AZT Resistance.// 13th HIV Dynamics and Evolution Meeting, April 5-8, 2006. Woods Hole, MA, USA.

16. G. N. Nikolenko, K. A. Delviks-Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J. W. Mellors, J. M. Coffin and V. K. Pathak. Mutations in the Connection Domain of HIV-lReverse transcriptase Increase AZT Resistance.// HIV and Cancer Virology Faculty Retreat, 2006. Maryland.

17. G. N. Nikolenko, K. A. Frankenberry, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. A novel mechanism of HIV-1 drug resistance: mutations in the reverse tli transcriptase connection domain enhance AZT resistance.// 10 Spring Research Festival, NCI-Frederick. May 2006, Frederick, MD, USA.

18. G. N. Nikolenko, S. Palmer, F. Maldarelli, J.W Mellors, J.M. Coffin, and V. K. Pathak. Mutations in HIV-1 RNase H domain confer high-level resistance to nucleoside reverse transcriptase inhibitors and provide novel insights into the mechanism of nicleotide excision-mediated drug resistance. // XIII International HIV Drug Resistance workshop: Basic Principles & Clinical Implications. June 8-12, 2004. Tenerife, Canary Islands, Spain. Abstarct S26.

19. D.C. Thomas, Y.A.Voronin, G. N. Nikolenko, and V. K. Pathak. Strand-specific amplification (SSA) analysis of the effects of antiviral drugs on the kinetics of HIV-1 reverse transcription. // Fifth HIV DRP Symposium on Antiviral Drug Resistance. November 14-17,2004. Chantilly, VA, USA. Abstract 61.

20. G N. Nikolenko, E.S. Svarovskaia, K. A. Delviks and V. K. Pathak. HIV-1 and MLV reverse transcriptase exhibit differences in dynamic steady state between polymerase and RNase H activities and template switching.// Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 20-25,2003. CSH, USA. Abstract 189.

21. G N. Nikolenko, E.S. Svarovskaia, K. A. Delviks and V. K. Pathak. Structural determinants of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase affecting the frequency of template switching. // Cold Spring Harbor Retroviruses Meeting. May 21-26, 2002. CSH, USA. Abstract 220.

Список литературы диссертационного исследования доктор биологических наук Николенко, Галина Николаевна, 2012 год

1. SPREAD Programme. (2008). Transmission of drug-resistant HIV-1 in Europe remains limited to single classes. Aids 22,625-635.

2. Abbondanzieri, E.A., Bokinsky, G., Rausch, J.W., Zhang, J.X., Le Grice, S.F., and Zhuang, X. (2008). Dynamic binding orientations direct activity of HIV reverse transcriptase. Nature 453, 184-189.

3. Allan, J.S., Coligan, J.E., Barin, F., McLane, M.F., Sodroski, J.G., Rosen, C.A., Haseltine, W.A., Lee, Т.Н., and Essex, M. (1985). Major Glycoprotein Antigens That Induce Antibodies In Aids Patients Are Encoded By Htlv-Iii. Science 228,1091-1094.

4. Anderson, J.A., Bowman, E.H., and Hu, W.S. (1998a). Retroviral recombination rates do not increase linearly with marker distance and are limited by the size of the recombining subpopulation. J Virol 72,1195-1202.

5. Anderson, J.A., Teufel, R.J., 2nd, Yin, P.D., and Hu, W.S. (1998b). Correlated template-switching events during minus-strand DNA synthesis: a mechanism for high negative interference during retroviral recombination. J Virol 72, 1186-1194.

6. Atlas, A., Granath, F., Lindstrom, A., Lidman, K., Lindback, S., and Alaeus, A. (2005). Impact of HIV type 1 genetic subtype on the outcome of antiretroviral therapy. AIDS Res Hum Retroviruses 21,221-227.

7. Basavapathruni, A., Bailey, C.M., and Anderson, K.S. (2004). Defining a molecular mechanism of synergy between nucleoside and nonnucleoside AIDS drugs. J Biol Chem 279, 6221-6224.

8. Boone, L.R., and Skalka, A.M. (1981). Viral DNA synthesized in vitro by avian retrovirus particles permeabilized with melittin. I. Kinetics of synthesis and size of minus- and plusstrand transcripts. J Virol 37,109-116.

9. Boyer, P.L., Imamichi, T., Sarafianos, S.G., Arnold, E., and Hughes, S.H. (2004). Effects of the Delta67 complex of mutations in human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase on nucleoside analog excision. J Virol 78,9987-9997.

10. Boyer, P.L., Julias, J.G., Marquez, V.E., and Hughes, S.H. (2005). Fixed conformation nucleoside analogs effectively inhibit excision-proficient HIV-1 reverse transcriptases. J Mol Biol 345,441-450.

11. Boyer, P.L., Sarafianos, S.G., Arnold, E., and Hughes, S.H. (2001). Selective excision of AZTMP by drug-resistant human immunodeficiency virus reverse transcriptase. J Virol 75, 4832-4842.

12. Boyer, P.L., Sarafianos, S.G., Arnold, E., and Hughes, S.H. (2002a). The M184V mutation reduces the selective excision of zidovudine 5-monophosphate (AZTMP) by the reverse transcriptase of human immunodeficiency virus type 1. J Virol 76, 3248-3256.

13. Boyer, P.L., Sarafianos, S.G., Arnold, E., and Hughes, S.H. (2002b). Nucleoside analog resistance caused by insertions in the fingers of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase involves ATP-mediated excision. J Virol 76,9143-9151.

14. Brehm, J.H., Mellors, J.W., and Sluis-Cremer, N. (2008). Mechanism by which a glutamine to leucine substitution at residue 509 in the ribonuclease H domain of HIV-1 reverse transcriptase confers zidovudine resistance. Biochemistry 47,14020-14027.

15. Brincat, J.L., Pfeiffer, J.K., and Telesnitsky, A. (2002). RNase H activity is required for high-frequency repeat deletion during Moloney murine leukemia virus replication. J Virol 76, 88- » 71 95.?

16. Burke, D.S. (1997). Recombination in HIV: an important viral evolutionary strategy. Emerg "t-T Infect Dis 3,253-259.

17. Butler, S.L., Hansen, M.S., and Bushman, F.D. (2001). A quantitative assay for HIV DNA „ff integration in vivo. Nat Med 7,631 -634.

18. Canard, B., Sarfati, S.R., and Richardson, C.C. (1998). Enhanced binding of azidothymidine-resistant human immunodeficiency virus 1 reverse transcriptase to the 3'-azido-3-deoxythymidine 5'-monophosphate-terminated primer. J Biol Chem 273,14596-14604.

19. Cane, P.A., Green, H., Fearnhill, E., and Dunn, D. (2007). Identification of accessory mutations associated with high-level resistance in HIV-1 reverse transcriptase. Aids 21, 447455.

20. Clark, S.A., Shulman, N.S., Bosch, R.J., and Mellors, J.W. (2006). Reverse transcriptase mutations 1181, 208Y, and 215Y cause HIV-1 hypersusceptibility to non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors. Aids 20,981-984.

21. Coffin, J.M. (1995). Hiv Population-Dynamics In-Vivo Implications For Genetic-Variation, Pathogenesis, And Therapy. Science 267,483-489.1

22. Crothers, D.M., Haran, T.E., and Nadeau, J.G. (1990). Intrinsically bent DNA. J Biol Chem 265, 7093-7096.

23. J Biol Chem 284,35092-35100. 1 Vit 11

24. Dau, B., Ayers, D., Singer, J., Harrigan, P.R., Brown, S., Kyriakides, T., Cameron, D.W., Angus, B., and Holodniy, M. (2010). Connection domain mutations in treatment-experienced patients in the OPTIMA trial. J Acquir Immune Deflc Syndr 54,160-166.

25. Davies, J.F., 2nd, Hostomska, Z., Hostomsky, Z., Jordan, S.R., and Matthews, D.A. (1991). Crystal structure of the ribonuclease H domain of HIV-1 reverse transcriptase. Science 252, 88-95.

26. Delviks-Frankenberry, K.A., Nikolenko, G.N., Barr, R., and Pathak, V.K. (2007). Mutations in human immunodeficiency virus type 1 RNase H primer grip enhance 3-Azido-3-deoxythymidine resistance. Journal Of Virology 81,6837-6845.

27. Domaoal, R.A., and Demeter, L.M. (2004). Structural and biochemical effects of human immunodeficiency virus mutants resistant to non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors. Int J Biochem Cell Biol 36, 1735-1751.

28. Dube, D.K., and Loeb, L.A. (1976). On the association of reverse transcriptase with polynucleotide templates during catalysis. Biochemistry 15,3605-3611.

29. Dumans, A.T., Soares, M.A., Machado, E.S., Hue, S., Brindeiro, R.M., Pillay, D., and Tanuri,

30. A. (2004). Synonymous genetic polymorphisms within Brazilian human immunodeficiency virus Type 1 subtypes may influence mutational routes to drug resistance. J Infect Dis 189, 1232-1238.

31. Earl, P.L., Doms, R.W., and Moss, B. (1990). Oligomeric Structure Of The Human Immunodeficiency Virus Type-1 Envelope Glycoprotein. Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States Of America 87,648-652.

32. Ehteshami, M., Beilhartz, G.L., Scarth, B.J., Tchesnokov, E.P., McCormick, S., Wynhoven,

33. Fedoroff, O., Salazar, M., and Reid, B.R. (1996). Structural variation among retroviral primer-DNA junctions: solution structure of the HIV-1 (-)-strand Okazaki fragment r(gcca)d(CTGC).d(GCAGTGGC). Biochemistry 35,11070-11080.

34. Feng, J.Y., and Anderson, K.S. (1999). Mechanistic studies examining the efficiency and fidelity of DNA synthesis by the 3TC-resistant mutant (184V) of HIV-1 reverse transcriptase. Biochemistry 38,9440-9448.

35. Figueiredo, A., Zelina, S., Sluis-Cremer, N., and Tachedjian, G. (2008). Impact of residues in the nonnucleoside reverse transcriptase inhibitor binding pocket on HIV-1 reverse transcriptase heterodimer stability. Curr HIV Res 6, 130-137.

36. Fisher, R.A., and F. Yates (1963). Statistical tables for biological, agricultural, and medical research. Hafner Publishing, Co, New York, NY 6th edition.

37. Furfine, E.S., and Reardon, J.E. (1991). Reverse transcriptase.RNase H from the human immunodeficiency virus. Relationship of the DNA polymerase and RNA hydrolysis activities. J Biol Chem 266,406-412.

38. Gao, H.Q., Boyer, P.L., Sarafianos, S.G., Arnold, E., and Hughes, S.H. (2000). The role of steric hindrance in 3TC resistance of human immunodeficiency virus type-1 reverse transcriptase. J Mol Biol 300,403-418.

39. Goff, S.P. (1990). Retroviral Reverse-Transcriptase Synthesis, Structure, And Function. Journal Of Acquired Immune Deficiency Syndromes And Human Retrovirology 3, 817-831.

40. Goldschmidt, V., Didieijean, J., Ehresmann, B., Ehresmann, C., Isel, C., and Marquet, R.2006). Mg2+ dependency of HIV-1 reverse transcription, inhibition by nucleoside analogues and resistance. Nucleic Acids Research 34,42-52.

41. Gopalakrishnan, V., and Benkovic, S. (1994). Effect of a thiobenzimidazolone derivative on DNA strand transfer catalyzed by HIV-1 reverse transcriptase. J Biol Chem 269,4110-4115.

42. Gotte, M., Arion, D., Parniak, M. A., and Wainberg, M. A. (2000). The M184V mutation in the reverse transcriptase of human immunodeficiency virus type 1 impairs rescue of chain-terminated DNA synthesis. J Virol 74,3579-3585.

43. Goulden, M.G., Cammack, N., Hopewell, P.L., Penn, C.R., and Cameron, J.M. (1996). Selection in vitro of an HIV-1 variant resistant to both lamivudine (3TC) and zidovudine. Aids 10,101-102.

44. Gu, Z., Gao, Q., Li, X., Parniak, M.A., and Wainberg, M.A. (1992). Novel mutation in the human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase gene that encodes cross-resistance to 2',3-dideoxyinosine and 2',3-dideoxycytidine. J Virol 66,7128-7135.

45. Hahn, B.H., Shaw, G.M., Arya, S.K., Popovic, M., Gallo, R.C., and Wongstaal, F. (1984). Molecular-Cloning And Characterization Of The Htlv-Iii Virus Associated With Aids. Nature 312,166-169.

46. Halvas, E.K., Svarovskaia, E.S., and Pathak, V.K. (2000a). Development of an in vivo assay to identify structural determinants in murine leukemia virus reverse transcriptase important for fidelity. J Virol 74,312-319.U

47. Hanrahan, J.P., Wormser, G.P., Maguire, G.P., Delorenzo, L.J., and Gavis, G. (1982). Opportunistic Infections In Prisoners. New England Journal Of Medicine 307,498-498.

48. Harrigan, P.R., Bloor, S., and Larder, B.A. (1998). Relative replicative fitness of zidovudine-resistant human immunodeficiency virus type 1 isolates in vitro. J Virol 72,3773-3778.

49. Harris, D., Kaushik, N., Pandey, P.K., Yadav, P.N., and Pandey, V.N. (1998). Functional analysis of amino acid residues constituting the dNTP binding pocket of HIV-1 reverse transcriptase. J Biol Chem 273,33624-33634.

50. Hehl, E.A., Joshi, P., Kalpana, G.V., and Prasad, V.R. (2004). Interaction between human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase and integrase proteins. J Virol 78, 50565067.

51. Hemelaar, J., Gouws, E., Ghys, P.D., and Osmanov, S. (2006). Global and regional distribution of HIV-1 genetic subtypes and recombinants in 2004. Aids 20, W13-23.

52. Hopkins, A.L., Ren, J., Milton, J., Hazen, R.J., Chan, J.H., Stuart, D.I., and Stammers, D.K. (2004). Design of non-nucleoside inhibitors of HIV-1 reverse transcriptase with improved drug resistance properties. 1. J Med Chem 47,5912-5922.

53. Hsiou, Y., Ding, J., Das, K., Clark, A.D., Jr., Boyer, P.L., Lewi, P., Janssen, P.A., Kleim, J.P., Rosner, M., Hughes, S.H., et al (2001). The Lysl03Asn mutation of HIV-1 RT: a novel mechanism of drug resistance. J Mol Biol 309,437-445.

54. Hu, W.S., Bowman, E.H., Delviks, K.A., and Pathak, V.K. (1997). Homologous recombination occurs in a distinct retroviral subpopulation and exhibits high negative interference. J Virol 71, 6028-6036.

55. Hu, W.S., Rhodes, Т., Dang, Q., and Pathak, V. (2003). Retroviral recombination: Review of genetic analyses. Frontiers In Bioscience 8, D143-D155.

56. Hu, W.S., and Temin, H.M. (1990a). Genetic consequences of packaging two RNA genomes in one retroviral particle: pseudodiploidy and high rate of genetic recombination. Proc Natl Acad Sci U S A 87, 1556-1560.

57. Hu, W.S., and Temin, H.M. (1990b). Retroviral recombination and reverse transcription. Science 250,1227-1233.

58. Hu, Z., Giguel, F., Hatano, H., Reid, P., Lu, J., and Kuritzkes, D.R. (2006). Fitness comparison of thymidine analog resistance pathways in human immunodeficiency virus type 1. J Virol 80,7020-7027.

59. Huang, H.F., Chopra, R., Verdine, G.L., and Harrison, S.C. (1998). Structure of a covalently trapped catalytic complex of HIV-I reverse transcriptase: Implications for drug resistance. Science 282, 1669-1675.

60. Huber, H.E., McCoy, J.M., Seehra, J.S., and Richardson, C.C. (1989). Human immunodeficiency virus 1 reverse transcriptase. Template binding, processivity, strand displacement synthesis, and template switching. J Biol Chem 264,4669-4678.

61. Huber, H.E., and Richardson, C.C. (1990). Processing of the primer for plus strand DNA synthesis by human immunodeficiency virus 1 reverse transcriptase. J Biol Chem 265,1056510573.

62. Jetzt, A.E., Yu, H., Klarmann, G.J., Ron, Y., Preston, B.D., and Dougherty, J.P. (2000). High rate of recombination throughout the human immunodeficiency virus type 1 genome. J Virol 74, 1234-1240.

63. Jochmans, D. (2008). Novel HIV-1 reverse transcriptase inhibitors. Virus Research 134, 171185.

64. Julias, J.G., Kim, T., Arnold, G., and Pathak, V.K. (1997). The antiretrovirus drug 3'-azido-3'-deoxythymidine increases the retrovirus mutation rate. J Virol 71,4254-4263.

65. Julias, J.G., and Pathak, V.K. (1998). Deoxyribonucleoside triphosphate pool imbalances in vivo are associated with an increased retroviral mutation rate. J Virol 72,7941-7949.

66. Karageorgos, L., Li, P., and Burrell, C.J. (1995). Stepwise analysis of reverse transcription in a cell-to-cell human immunodeficiency virus infection model: kinetics and implications. J Gen Virol 76 (Pt 7), 1675-1686.

67. Kati, W.M., Johnson, K.A., Jerva, L.F., and Anderson, K.S. (1992). Mechanism And Fidelity Of Hiv Reverse-Transcriptase. Journal Of Biological Chemistry 267,25988-25997.

68. Kawai, S., and Nishizawa, M. (1984). New procedure for DNA transfection with polycation and dimethyl sulfoxide. Mol Cell Biol 4,1172-1174.

69. Kellam, P., and Larder, B.A. (1995). Retroviral recombination can lead to linkage of reverse transcriptase mutations that confer increased zidovudine resistance. J Virol 69,669-674.

70. Kiernan, R.E., Ono, A., Englund, G., and Freed, E.O. (1998). Role of matrix in an early postentry step in the human immunodeficiency virus type 1 life cycle. J Virol 72,4116-4126.

71. Klarmann, G.J., Yu, H., Chen, X., Dougherty, J.P., and Preston, B.D. (1997). Discontinuous plus-strand DNA synthesis in human immunodeficiency virus type 1-infected cells and in a partially reconstituted cell-free system. J Virol 71,9259-9269.

72. Kohler, J.J., and Lewis, W. (2007). A brief overview of mechanisms of mitochondrial toxicity from NRTIs. Environ Mol Mutagen 48,166-172.

73. Kohlstaedt, L.A., Wang, J., Friedman, J.M., Rice, P.A., and Steitz, T.A. (1992). Crystal-Structure At 3.5 Angstrom Resolution Of Hiv-1 Reverse-Transcriptase Complexed With An Inhibitor. Science 256,1783-1790.

74. Krebs, R., Immendorfer, U., Thrall, S.H., Wohrl, B.M., and Goody, R.S. (1997). Single-step kinetics of HIV-1 reverse transcriptase mutants responsible for virus resistance to nucleoside inhibitors zidovudine and 3-TC. Biochemistry 36, 10292-10300.

75. Larder, B.A. (1994). Interactions between drug resistance mutations in human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase. J Gen Virol 75 (Pt 5), 951-957. •

76. Larder, B.A., Darby, G., and Richman, D.D. (1989). HIV with reduced sensitivity to zidovudine (AZT) isolated during prolonged therapy. Science 243,1731-1734.

77. Larder, B.A., Kemp, S.D., and Harrigan, P.R. (1995). Potential mechanism for sustained antiretroviral efficacy of AZT-3TC combination therapy. Science 269, 696-699.

78. Larder, B.A., Purifoy, D.J., Powell, K.L., and Darby, G. (1987). Site-specific mutagenesis of AIDS virus reverse transcriptase. Nature 327,716-717.

79. Levy, J.A., Hoffman, A.D., Kramer, S.M., Landis, J.A., and Shimabukuro, J.M. (1984). Isolation Of Lymphocytopathic Retroviruses From San-Francisco Patients With Aids. Science 225,840-842.

80. Lewis, W., Day, B.J., and Copeland, W.C. (2003). Mitochondrial toxicity of NRTI antiviral drugs: an integrated cellular perspective. Nat Rev Drug Discov 2,812-822.

81. Liu, S., Abbondanzieri, E.A., Rausch, J.W., Le Grice, S.F., and Zhuang, X. (2008). Slide into action: dynamic shuttling of HIV reverse transcriptase on nucleic acid substrates. Science 322, 1092-1097.

82. Llibre, J.M., Santos, J.R., Puig, T., Molto, J., Ruiz, L., Paredes, R., and Clotet, B. (2008). , Prevalence of etravirine-associated mutations in clinical samples with resistance to nevirapine . and efavirenz. J Antimicrob Chemother 62,909-913.

83. Luo, G.X., Sharmeen, L., and Taylor, J. (1990). Specificities involved in the initiation of retroviral plus-strand DNA. J Virol 64,592-597.

84. Majumdar, C., Abbotts, J., Broder, S., and Wilson, S.H. (1988). Studies on the mechanism of human immunodeficiency virus reverse transcriptase. Steady-state kinetics, processivity, and polynucleotide inhibition. J Biol Chem 263,15657-15665.

85. Mansky, L.M. (1996). Forward mutation rate of human immunodeficiency virus type 1 in a T lymphoid cell line. Aids Research And Human Retroviruses 12,307-314.

86. Margot, N.A., Isaacson, E., McGowan, I., Cheng, A.K., Schooley, R.T., and Miller, M.D. (2002). Genotypic and phenotypic analyses of HIV-1 in antiretroviral-experienced patients treated with tenofovir DF. Aids 16, 1227-1235.

87. Margot, N.A., Waters, J.M., and Miller, M.D. (2006). In vitro human immunodeficiency virus type 1 resistance selections with combinations of tenofovir and emtricitabine or abacavir and lamivudine. Antimicrob Agents Chemother 50,4087-4095.

88. Mbisa, J.L., Nikolenko, G.N., and Pathak, V.K. (2005). Mutations in the RNase H primer grip domain of murine leukemia virus reverse transcriptase decrease efficiency and accuracy of plus-strand DNA transfer. Journal Of Virology 79,419-427.

89. McCutchan, F.E., Hegerich, P.A., Brennan, T.P., Phanuphak, P., Singharaj, P., Jugsudee, A., Berman, P.W., Gray, A.M., Fowler, A.K., and Burke, D.S. (1992). Genetic variants of HIV-1 in Thailand. AIDS Res Hum Retroviruses 8, 1887-1895.

90. Menendez-Arias, L. (2002). Targeting HIV: antiretroviral therapy and development of drug resistance. Trends Pharmacol Sci 23,381-388.

91. Menendez-Arias, L. (2008). Mechanisms of resistance to nucleoside analogue inhibitors of HIV-1 reverse transcriptase. Virus Research 134,124-146.

92. Meyer, P.R., Matsuura, S.E., Mian, A.M., So, A.G., and Scott, W.A. (1999). A mechanism of AZT resistance: an increase in nucleotide-dependent primer unblocking by mutant HIV-1 reverse transcriptase. Mol Cell 4,35-43.

93. Meyer, P.R., Matsuura, S.E., So, A.G., and Scott, W.A. (1998). Unblocking of chain-terminated primer by HIV-1 reverse transcriptase through a nucleotide-dependent mechanism. Proc Natl Acad Sci U S A 95,13471-13476.

94. Meyer, P.R., Smith, A.J., Matsuura, S.E., and Scott, W.A. (2004). Effects of primer-template sequence on ATP-dependent removal of chain-terminating nucleotide analogues by HIV-1 reverse transcriptase. J Biol Chem 279,45389-45398.

95. Miller, A.D., and Buttimore, C. (1986). Redesign of retrovirus packaging cell lines to avoid recombination leading to helper virus production. Mol Cell Biol 6,2895-2902.

96. Miller, M.D., Wang, B., and Bushman, F.D. (1995). Human immunodeficiency virus type 1 preintegration complexes containing discontinuous plus strands are competent to integrate in vitro. J Virol 69,3938-3944.

97. Moutouh, L., Corbeil, J., and Richman, D.D. (1996). Recombination leads to the rapid emergence of HIV-1 dually resistant mutants under selective drug pressure. Proc Natl Acad Sci U S A 93,6106-6111.

98. Naeger, L.K., Margot, N.A., and Miller, M.D. (2002). ATP-dependent removal of nucleoside reverse transcriptase inhibitors by human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase. Antimicrob Agents Chemother 46,2179-2184.

99. Naldini, L., Blomer, U., Gallay, P., Ory, D., Mulligan, R., Gage, F.H., Verma, I.M., and Trono, D. (1996b). In vivo gene delivery and stable transduction of nondividing cells by a lentiviral vector. Science 272,263-267.

100. Nikolenko, G.N., Delviks-Frankenberry, K.A., and Pathak, V.K. (2010). A Novel Molecular Mechanism of Dual Resistance to NRTIs and NNRTIs. J Virol.

101. Nikolenko, G.N., Svarovskaia, E.S., Delviks, K.A., and Pathak, V.K. (2004). Antiretroviral drug resistance mutations in human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase increase template-switching frequency. J Virol 78, 8761-8770.

102. O'Doherty, U., Swiggard, W.J., and Malim, M.H. (2000). Human immunodeficiency virus type 1 spinoculation enhances infection through virus binding. J Virol 74,10074-10080.

103. Onafuwa, A., An, W., Robson, N.D., and Telesnitsky, A. (2003). Human immunodeficiency virus type 1 genetic recombination is more frequent than that of Moloney murine leukemia virus despite similar template switching rates. J Virol 77,4577-4587.

104. Palaniappan, C., Fay, P.J., and Bambara, R.A. (1995). Nevirapine alters the cleavage specificity of ribonuclease H of human immunodeficiency virus 1 reverse transcriptase. J Biol Chem 270,4861-4869.

105. Pantaleo, G., Graziosi, C., and Fauci, A.S. (1993). New concepts in the immunopathogenesis of human immunodeficiency virus infection. N Engl J Med 328, 327-335.

106. Parikh, U.M., Bacheler, L., Koontz, D., and Mellors, J.W. (2006). The K65R mutation in human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase exhibits bidirectional phenotypic antagonism with thymidine analog mutations. J Virol 80,4971-4977.

107. Peeters, M., and Sharp, P.M. (2000). Genetic diversity of HIV-1: the moving target. Aids 14 Suppl 3, S129-140.

108. Peliska, J.A., and Benkovic, S.J. (1992). Mechanism of DNA strand transfer reactions catalyzed by HIV-1 reverse transcriptase. Science 258,1112-1118.

109. Perelson, A.S., Neumann, A.U., Markowitz, M., Leonard, J.M., and Ho, D.D. (1996). HIV-1 dynamics in vivo: Virion clearance rate, infected cell life-span, and viral generation time. Science 271, 1582-1586.

110. Poveda, E., de Mendoza, C., Pattery, T., Gonzalez Mdel, M., Villacian, J., and Soriano, V. (2008). Phenotypic impact of resistance mutations on etravirine susceptibility in HIV patients with prior failure to nonnucleoside analogues. Aids 22,2395-2398.

111. Price, H., Asboe, D., Pozniak, A., Gazzard, B., Fearnhill, E., Pillay, D., and Dunn, D. (2010). Positive and negative drug selection pressures on the N3481 connection domain mutation: new insights from in vivo data. Antivir Ther 15,203-211.

112. Radzio, J., and Sluis-Cremer, N. (2008). Efavirenz accelerates HIV-1 reverse transcriptase ribonuclease h cleavage, leading to diminished zidovudine excision. Molecular Pharmacology 73, 601-606.

113. Rausch, J.W., Lener, D., Miller, J.T., Julias, J.G., Hughes, S.H., and Le Grice, S.F. (2002). Altering the RNase H primer grip of human immunodeficiency virus reverse transcriptase modifies cleavage specificity. Biochemistry 41,4856-4865.

114. Ray, A.S., Yang, Z., Shi, J., Hobbs, A., Schinazi, R.F., Chu, C.K., and Anderson, K.S. (2002b). Insights into the molecular mechanism of inhibition and drug resistance for HIV-1 RT with carbovir triphosphate. Biochemistry 41,5\50-5162.

115. Reardon, J.E. (1993). Human immunodeficiency virus reverse transcriptase. A kinetic analysis of RNA-dependent and DNA-dependent DNA polymerization. J Biol Chem 268, 8743-8751.

116. Ren, J., Esnouf, R., Hopkins, A., Ross, C., Jones, Y., Stammers, D., and Stuart, D. (1995). The structure of HIV-1 reverse transcriptase complexed with 9-chloro-TIBO: lessons for inhibitor design. Structure 3, 915-926.

117. Ren, J., and Stammers, D.K. (2008). Structural basis for drug resistance mechanisms for nonnucleoside inhibitors of HIV reverse transcriptase. Virus Res 134,157-170.

118. Rezende, L.F.', Drosopoulos, W.C., and Prasad, V.R. (1998). The influence of 3TC resistance mutation Ml 841 on the fidelity and error specificity of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase. Nucleic Acids Res 26,3066-3072.

119. Robertson, D.L., Sharp, P.M., McCutchan, F.E., and Hahn, B.H. (1995). Recombination in HIV-1. Nature 374,124-126.

120. Robey, W.G., Safai, B., Oroszlan, S., Arthur, L.O., Gonda, M.A., Gallo, R.C., and Fischinger, P.J. (1985). Characterization Of Envelope And Core Structural Gene-Products Of Htlv-Iii With Sera From Aids Patients. Science 228,593-595.

121. Rothenberg, E., and Baltimore, D. (1977). Increased length of DNA made by virions of murine leukemia virus at limiting magnesium ion concentration. J Virol 21, 168-178.

122. Salazar, M., Fedoroff, O.Y., and Reid, B.R. (1996). Structure of chimeric duplex junctions: solution conformation of the retroviral Okazaki-like fragment r(ccca)d(AATGA).d(TCATTTGGG) from Moloney murine leukemia virus. Biochemistry 35, 8126-8135.

123. Sarafianos, S.G., Das, K., Tantillo, C., Clark, A.D., Jr., Ding, J., Whitcomb, J.M., Boyer, P.L., Hughes, S.H., and Arnold, E. (2001). Crystal structure of HIV-1 reverse transcriptase in complex with a polypurine tract RNA:DNA. EMBO J 20,1449-1461.

124. Sarafianos, S.G., Marchand, B., Das, K., Himmel, D.M., Parniak, M.A., Hughes, S.H., and Arnold, E. (2009). Structure and function of HIV-1 reverse transcriptase: molecular mechanisms of polymerization and inhibition. J Mol Biol 385,693-713.

125. Schinazi, R.F., Hernandez-Santiago, B.I., and Hurwitz, S.J. (2006). Pharmacology of current and promising nucleosides for the treatment of human immunodeficiency viruses. Antiviral Res 71,322-334.

126. Schultz, S.J., and Champoux, J.J. (2008). RNase H activity: Structure, specificity, and function in reverse transcription. Virus Research 134, 86-103.

127. Shafer, R.W., and Schapiro, J.M. (2008). HIV-1 drug resistance mutations: an updated framework for the second decade of HAART. AIDS Rev 10,67-84.

128. Short, J.M., Fernandez, J.M., Sorge, J.A., and Huse, W.D. (1988). Lambda ZAP: a bacteriophage lambda expression vector with in vivo excision properties. Nucleic Acids Res 16,7583-7600.

129. Sluis-Cremer, N., Arion, D., Kaushik, N., Lim, H., and Parniak, M.A. (2000). Mutational analysis of Lys65 of HIV-1 reverse transcriptase. Biochem J 348 Pt 1,77-82.

130. Sluis-Cremer, N., and Tachedjian, G. (2008). Mechanisms of inhibition of HIV replication by non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors. Virus Research 134,147-156.

131. Smith, A. J., and Scott, W.A. (2006). The influence of natural substrates and inhibitors on the nucleotide-dependent excision activity of HIV-1 reverse transcriptase in the infected cell. Current Pharmaceutical Design 12,1827-1841.

132. Smith, C.M., Smith, J.S., and Roth, M.J. (1999). RNase H requirements for the second strand transfer reaction of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcription. J Virol 73, 6573-6581.

133. Smith, J.S., Gritsman, K., and Roth, M.J. (1994). Contributions of DNA polymerase subdomains to the RNase H activity of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase. J Virol 68, 5721-5729.

134. Spence, R.A., Anderson, K.S., and Johnson, K.A. (1996). HIV-1 reverse transcriptase resistance to nonnucleoside inhibitors. Biochemistry 35, 1054-1063.

135. Srivastava, S., Sluis-Cremer, N., and Tachedjian, G. (2006). Dimerization of human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase as an antiviral target. Curr Pharm Des 12, 1879-1894.

136. Stevenson, M. (2003). HIV-1 pathogenesis. Nature Medicine 9, 853-860.

137. Svarovskaia, E.S., Cheslock, S.R., Zhang, W.H., Hu, W.S., and Pathak, V.K. (2003). Retroviral mutation rates and reverse transcriptase fidelity. Frontiers In Bioscience 8, D117-D134.

138. Svarovskaia, E.S., Delviks, K.A., Hwang, C.K., and Pathak, V.K. (2000). Structural determinants of murine leukemia virus reverse transcriptase that affect the frequency of template switching. J Virol 74,7171-7178.

139. Tachedjian, G., and Goff, S.P. (2003). The effect of NNRTIs on HIV reverse transcriptase dimerization. Curr Opin Investig Drugs 4,966-973.

140. Tachedjian, G., Moore, K.L., Goff, S.P., and Sluis-Cremer, N. (2005). Efavirenz enhances the proteolytic processing of an HIV-1 pol polyprotein precursor and reverse transcriptase homodimer formation. FEBS Lett 579,379-384.

141. Tachedjian, G., Orlova, M., Sarafianos, S.G., Arnold, E., and Goff, S.P. (2001). Nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors are chemical enhancers of dimerization of the HIV type 1 reverse transcriptase. Proc Natl Acad Sci U S A 98,7188-7193.

142. Temin, H.M. (1991). Sex and recombination in retroviruses. Trends Genet 7,71-74.

143. Tisdale, M., Alnadaf, T., and Cousens, D. (1997). Combination of mutations in human immunodeficiency virus type 1 reverse transcriptase required for resistance to the carbocyclic nucleoside 1592U89. Antimicrob Agents Chemother 41, 1094-1098.

144. Tong, W., Lu, C.D., Sharma, S.K., Matsuura, S., So, A.G., and Scott, W.A. (1997). . Nucleotide-induced stable complex formation by HIV-1 reverse transcriptase. Biochemistry 36, 5749-5757.

145. Tural, C., Ruiz, L., Holtzer, C., Schapiro, J., Viciana, P., Gonzalez, J., Domingo, P., Boucher, C., Rey-Joly, C., and Clotet, B. (2002). Clinical utility of HIV-1 genotyping and expert advice: the Havana trial. Aids 16,209-218.

146. Unutmaz, D., KewalRamani, V.N., Marmon, S., and Littman, D.R. (1999). Cytokine signals are sufficient for HIV-1 infection of resting human T lymphocytes. J Exp Med 189, 17351746.

147. Veronese, F.D., Devico, A.L., Copeland, T.D., Oroszlan, S., Gallo, R.C., and Sarngadharan, M.G. (1985). Characterization Of Gp41 As The Transmembrane Protein Coded By The Htlv-Iii/Lav Envelope Gene. Science 229,1402-1405.

148. Wainberg, M.A., Hsu, M., Gu, Z., Borkow, G., and Parniak, M.A. (1996). Effectiveness of 3TC in HIV clinical trials may be due in part to the Ml84V substitution in 3TC-resistant HIV-1 reverse transcriptase. Aids 10 Suppl 5, S3-10.

149. Wang, D.P., Rizzo, R.C., Tirado-Rives, J., and Jorgensen, W.L. (2001). Antiviral drug design: computational analyses of the effects of the LI 001 mutation for HIV-RT on the binding of NNRTIs. Bioorg Med Chem Lett 11, 2799-2802.

150. Wei, X., Liang, C., Gotte, M., and Wainberg, M.A. (2003). Negative effect of the M184V mutation in HIV-1 reverse transcriptase on initiation of viral DNA synthesis. Virology 311, 202-212.

151. Wisniewski, M., Balakrishnan, M., Palaniappan, C., Fay, P.J., and Bambara, R.A. (2000). The sequential mechanism of HIV reverse transcriptase RNase H. J Biol Chem 275,2>166A-2>161\.

152. Wisniewski, M., Chen, Y., Balakrishnan, M., Palaniappan, C., Roques, B.P., Fay, P.J., and Bambara, R.A. (2002). Substrate requirements for secondary cleavage by HIV-1 reverse transcriptase RNase H. J Biol Chem 277,28400-28410.

153. Xia, Q., Radzio, J., Anderson, K.S., and Sluis-Cremer, N. (2007). Probing nonnucleoside inhibitor-induced active-site distortion in HIV-1 reverse transcriptase by transient kinetic analyses. Protein Sci 16, 1728-1737.

154. Yoo, H.W., Warner, C.A., Chen, C.H., and Desnick, R.J. (1993). Hydroxymethylbilane synthase: complete genomic sequence and amplifiable polymorphisms in the human gene. Genomics 15,21-29.

155. Zennou, V., Petit, C., Guetard, D., Nerhbass, U., Montagnier, L., and Charneau, P. (2000). HIV-1 genome nuclear import is mediated by a central DNA flap. Cell 101, 173-185.

156. Zhang, W.H., Hwang, C.K., Hu, W.S., Gorelick, R.J., and Pathak, V.K. (2002a). Zinc finger domain of murine leukemia virus nucleocapsid protein enhances the rate of viral DNA synthesis in vivo. J Virol 76, 7473-7484.

157. Zhuang, J., Jetzt, A.E., Sun, G., Yu, H., Klarmann, G., Ron, Y., Preston, B.D., and Dougherty, J.P. (2002). Human immunodeficiency virus type 1 recombination: rate, fidelity, and putative hot spots. J Virol 76, 11273-11282.