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Les archives de banque de données de protéine relâchent la structure neuve de protéase de coronavirus

Les archives de banque de données de protéine, qui contiennent plus de 160.000 structures 3D pour les protéines, ADN, et l'ARN, ont ce mois relâché une structure neuve de protéase de coronavirus suivant la manifestation récente de coronavirus, une épidémie virale actuelle affectant principalement la Chine continentale qui menace maintenant de s'écarter aux populations à d'autres parties du monde.

La structure, le sujet de la caractéristique actuelle de mois de l'APB « molécule », est une structure cristalline à haute résolution 2019-nCoV d'hydrolase du coronavirus 3CL (Mpro) comme déterminée par l'équipe de recherche de Zihe Rao et de Haitao Yang à l'université de ShanghaiTech. La diffusion publique rapide de cette structure de la protéase principale du virus, connue dans les archives comme APB 6lu7, activera la recherche sur ceci virus humain neuf-décelé. Plus de petits groupes de l'APB peuvent être trouvés ici.

Les archives d'APB sont commun managées par le partenariat mondial de banque de données de protéine, concernant les centres de traitement des données aux Etats-Unis, l'Europe et l'Asie. Des fonctionnements des États-Unis sont aboutis par la banque de données de protéine de RCSB chez Rutgers, le centre de superordinateur de San Diego (SDSC) chez Uc San Diego, et Uc San Francisco. Les caractéristiques d'APB fournissent un point de départ pour la découverte de médicaments structure-guidée.

De tels virus sont de plus en plus devenus un danger à la santé du monde, vu l'augmentation de la course globale, selon le desserrage d'APB. En particulier les formes virulentes ont apparu de leurs hôtes animaux naturels et constituent un danger aux communautés humaines. En 2003, le virus (SARS) de syndrôme respiratoire aigu sévère a apparu en Chine des populations de "bat", déménageant aux civettes et finalement aux êtres humains. Dix ans après, le virus de MERS a également apparu de "bat", transférant dans le Moyen-Orient aux chameaux de dromadaire et puis aux êtres humains.

Tandis que la dernière entrée est actuel la seule structure du public domain 3D de ce coronavirus spécifique, les archives d'APB contiennent également des structures de l'enzyme correspondante d'autres coronaviruses. La manifestation 2003 du virus proche proche de radar à ouverture synthétique mené aux premières structures 3D, et là sont aujourd'hui plus de 200 structures d'APB des protéines de radar à ouverture synthétique.

Le fonctionnement suit la forme dans la biologie. L'accès ouvert aux caractéristiques d'APB s'assure que l'accès rapide à l'information rigoureusement validée et expert curated de la structure 3D contribue grand à enseignement et de recherche en biologie, biomédecine, bioénergie, et biotechnologie principales. »

Stephen K. Burley, médecin-scientifique et directeur de la banque de données et du membre de la faculté de protéine de RCSB à l'université de Rutgers et à l'UC San Diego-SDSC

L'enzyme d'hydrolase du coronavirus 3CL (Mpro), également connue sous le nom de protéase principale, est essentielle pour la maturation protéolytique du virus. C'est vraisemblablement un objectif prometteur pour la découverte des médicaments de petite molécule qui empêcheraient le clivage du polyprotein viral et éviteraient la propagation de l'infection.

La comparaison de la séquence protéique 2019-nCoV de l'hydrolase du coronavirus 3CL (Mpro) contre les archives d'APB a recensé 95 protéines d'APB avec au moins l'identité de séquence de 90%.

En outre, ces structures des protéines relatives contiennent approximativement 30 inhibiteurs distincts de petite molécule, qui pourraient guider la découverte des médicaments neufs. D'importance particulière pour la découverte de médicaments est l'identité élevée même de séquence des acides aminés (96%) entre 2019-nCoV l'hydrolase du coronavirus 3CL (Mpro) et la protéase principale de virus de radar à ouverture synthétique (APB 1q2w). Les caractéristiques sommaires au sujet de ces structures proches proche d'APB sont procurables (CSV) pour aider des chercheurs plus facilement à trouver ces informations.

De plus, l'APB renferme des caractéristiques de la structure 3D pour plus de 20 seules protéines de radar à ouverture synthétique représentées en plus de 200 structures d'APB, y compris une deuxième protéase virale, la polymérase ARN, la protéine virale de pointe, ARN viral, et d'autres protéines (CSV).

« Les protéases principales de coronavirus représentent les objectifs attrayants pour la découverte de médicaments et le développement. l'information de la structure 3D librement procurable de l'APB comprend de petits produits chimiques liés fortement au site à enzymes actives (les fins commerciales de la protéase principale), confirmant qu'ils sont les objectifs druggable, » Burley expliqué. « Certaines de ces structures fournissent à des points de départ pour la découverte de médicaments structure-guidée des inhibiteurs de la protéase les propriétés médicament médicament adaptées pour le contrôle préclinique. Nous espérons que cette structure neuve, et ceux du radar à ouverture synthétique et du MERS, aideront des chercheurs et les cliniciens adressent l'urgence globale de santé publique du coronavirus 2019-nCoV. »

Bio-informatique structurelle reproductible et évolutive

Les scientifiques font face aux barrages longs en appliquant l'analyse structurelle de bio-informatique, y compris des installations complexes de logiciel, des formats de caractéristiques non-interopérables, et le manque de documentation, toute ce qui le rend difficile de reproduire des résultats et de réutiliser des pipelines de logiciel. Un autre défi est la taille toujours croissante des ensembles de données qui doivent s'analyser.

Pour relever ces défis, le laboratoire structurel de la bio-informatique de SDSC, dirigé par Peter Rose, développe une suite des composants logiciels réutilisables et évolutifs MMTF-PySpark appelé, utilisant trois technologies clé : son cadre parallèle de traitement distribué fournit calculer évolutif ; le format de boîte de vitesses macromoléculaire (MMTF), une binaire neuve et une représentation comprimée des structures macromoléculaires, qui active le traitement performant des structures d'APB.

« L'utilisation de MMTF-PySpark pourrait facilement raser hors d'une année d'un étudiant de troisième cycle ou le travail des postdoc en bio-informatique structurelle, » a dit Rose. « Nous encaissons sur des cotisations de la communauté pour développer et partager un écosystème des outils interopérables. »