Dergiler / Trakya University Journal of Natural Sciences / 2021 / Cilt: 22 - Sayı: 1

SARS CoV-2 SPIKE GLYCOPROTEIN MUTATIONS AND CHANGES IN PROTEIN STRUCTURE

Sayfa
23–33
Yayın Tarihi
2021-04-15
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

S glikoproteinde 26 mutasyon tespit edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Şiddetli akut solunum yolu sendromu koronavirüsü-2 (SARS CoV-2) yüksek virülans etkiye sahip tek zincirli pozitif polariteli RNA virüsüdür.
📊
Temel Bulgular & Veri:Spike (S) glikoprotein SARS CoV-2 virionunun en dıştaki bileşenidir ve anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 (ACE2) reseptörü aracılığı ile virüsün hücreye girişinde önemlidir.
💡
Sonuç & Katkı:S glikoproteinde 26 mutasyon tespit edilmiştir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:SARS CoV-2 · COVID19 · spike protein

Özet

Şiddetli akut solunum yolu sendromu koronavirüsü-2 (SARS CoV-2) yüksek virülans etkiye sahip tek zincirli pozitif polariteli RNA virüsüdür. Spike (S) glikoprotein SARS CoV-2 virionunun en dıştaki bileşenidir ve anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 (ACE2) reseptörü aracılığı ile virüsün hücreye girişinde önemlidir. ACE2, vazokonstriktör anjiyotensin 2'yi vazodilatör anjiyotensin 1-7'ye dönüştürerek insanda kan basıncının düzenlenmesinde önemli roller üstlenir. Bu çalışmada, Asya izolatlarındaki mutasyonların S glikoprotein yapısında neden olabileceği değişiklikler analiz edilmiş ve ilaç ve aşı hedefleme çalışmalarına katkıda bulunmak üzere modellenmiştir. Genom, proteom ve mutasyon analizleri biyoinformatik araçları (MAFFT, MegaX, PSIPRED, MolProbity, PyMoL) kullanılarak yapıldı. Protein modellemesi ProMod3 kullanılarak yapıldı. S glikoproteinde 26 mutasyon tespit edilmiştir. Bu mutasyonların S glikoproteininin genel topolojik ve konformasyonel yapısında ortaya çıkardığı değişiklikler, SARS CoV-2’nin virülans özelliklerini etkileyebilir. Mutasyonların reseptör bağlanma bölgesini (RBB) kapalı formasyondan açık formasyon benzeri bir yapıya dönüştürdüğü belirlenmiştir. RBB'de mutasyondan sonra meydana gelen konformasyonel değişimin reseptör afinitesinde bir artışa neden olabileceği düşünülmektedir. Bu bulgular hastalığın önlenmesi ve SARS CoV-2 ilaç ve aşı geliştirme çalışmaları için faydalı olabilir.

Abstract

Severe Acute Respiratory Syndrome Corona Virus-2 (SARS CoV-2) is a single-stranded positive polarity RNA virus with a high virulence effect. Spike (S) glycoprotein is the outermost component of the SARS CoV-2 virion and is important in the entry of the virus into the cell via the angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) receptor. ACE2 plays an important role in the regulation of human blood pressure by converting the vasoconstrictor angiotensin 2 to the vasodilator angiotensin 1-7. In this study, the changes that mutations in Asian isolates may cause in S glycoprotein structure were analyzed and modeled to contribute to drug and vaccine targeting studies. Genome, proteome and mutation analyses were done using bioinformatics tools (MAFFT, MegaX, PSIPRED, MolProbity, PyMoL). Protein modelling was performed using ProMod3. We detected 26 mutations in the S glycoprotein. The changes that these mutations reveal in the general topological and conformational structure of the S glycoprotein may affect the virulence features of SARS CoV-2. It was determined that mutations converted the receptor binding domain (RBD) from down-formation to like-up formation. It is thought that conformational change occurring after mutation in RBD may cause an increase in receptor affinity. These findings could be beneficial for disease prevention of and drug/vaccine development for SARS CoV-2.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

AKBULUT, E. (2021). SARS CoV-2 SPIKE GLYCOPROTEIN MUTATIONS AND CHANGES IN PROTEIN STRUCTURE. Trakya University Journal of Natural Sciences, Cilt: 22 - Sayı: 1, 23–33. https://ajindex.com/articles/127616

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. Agor, J.K. & Özaltın, O.Y. 2018. Models for predicting the evolution of influenza to inform vaccine strain selection. Human Vaccines Immunotherapeutics, 14(3): 678-683
  2. Baltimore, D. 1971. Expression of animal virus genomes. Bacteriological Reviews, 35(3): 235-241
  3. Benkert, P., Biasini, M. & Schwede, T. 2011. Toward the estimation of the absolute quality of individual protein structure models. Bioinformatics, 27(3): 343-350
  4. Bertoni, M., Kiefer, F., Biasini, M., Bordoli, L. & Schwede, T. 2017. Modeling protein quaternary structure of homo- and hetero-oligomers beyond binary interactions by homology. Scientific Reports, 7(1): 1-15
  5. Bogoch, I.I., Watts, A., Thomas-Bachli, A., Huber, C., Kraemer, M.U.G. & Khan, K. 2020. Pneumonia of unknown aetiology in Wuhan, China: Potential for international spread via commercial air travel. Journal of Travel Medicine, 27(2): 1-3
  6. Bosso, M., Thanaraj, T.A., Abu-Farha, M., Alanbaei, M., Abubaker, J.& Al-Mulla, F. 2020. The two faces of ACE2: The role of ACE2 receptor and its polymorphisms in hypertension and COVID-19. Molecular Therapy Methods&Clinical Development, 18: 321-327
  7. Bourgonje, A.R., Abdulle, A.E., Timens, W., Hillebrands, J.L., Navis, G.J., Gordijn, S.J., Bolling, M.C., Dijkstra, G., Voors, A.A., Osterhaus, A.D., van der Voort, P.H., Mulder, D.J. & van Goor, H. 2020. Angiotensin‐converting enzyme‐2 (ACE2), SARS‐CoV‐2 and pathophysiology of coronavirus disease 2019 (COVID‐19). The Journal of Pathology, 251(3): 228-248
  8. Buchan, D.W.A., Minneci, F., Nugent, T.C.O., Bryson, K. & Jones, D.T. 2013. Scalable web services for the PSIPRED Protein Analysis Workbench. Nucleic Acids Research, 41(Web Server issue): W349-W357
  9. Camacho, C., Coulouris, G., Avagyan, V., Ma, N., Papadopoulos, J., Bealer, K. & Madden, T.L. 2009. BLAST+: Architecture and applications. BMC Bioinformatics, 10(1): 421
  10. Carroll, H., Beckstead, W., O’Connor, T., Ebbert, M., Clement, M., Snell, Q. & Mcclellan, D. 2007. DNA reference alignment benchmarks based on tertiary structure of encoded proteins. Bioinformatics, 23(19): 2648-2649
  11. Cavallo, L. & Oliva, R. 2020. D936Y and other mutations in the fusion core of the SARS-Cov-2 spike protein heptad repeat 1 undermine the post-fusion assembly. bioRxiv,
  12. CDC-Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Immunization and Respiratory Diseases (NCIRD). 2019. How the flu virus can change: “drift” and “shift” https: