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Los científicos refinan las estructuras de la proteína SARS-CoV-2

Las personas internacionales de científicos han desarrollado modelos de cómputo para reanalizar y para validar público experimental-derivadas - las estructuras macromoleculares disponibles del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática. Han creado un Web site para depositar los modelos estructurales que han perfeccionado por la evaluación automática y manual. El estudio está actualmente disponible en el servidor de la prueba preliminar del bioRxiv*.  

SARS-CoV-2 visualiza las proteínas del pico (verde) en su superficie que reconocen y atan a las células huesped; su membrana del bilayer del lípido también contiene la membrana y las proteínas de envolvente embutidas adicionales (amarillo y beige). El ARN de una sola fila (anaranjado) se entrelaza en una moda espiral con el nucleocapsid (gris). Esta figura, sin embargo, muestra solamente la forma del transporte del virus: una vez que se infecta una célula, las proteínas virales adicionales codificadas por el ARN viral se producen que secuestran la célula huesped para producir nuevas partículas del virus. (Retrato: Thomas Splettstößer /scistyle.com)
SARS-CoV-2 visualiza las proteínas del pico (verde) en su superficie que reconocen y atan a las células huesped; su membrana del bilayer del lípido también contiene la membrana y las proteínas de envolvente embutidas adicionales (amarillo y beige). El ARN de una sola fila (anaranjado) se entrelaza en una moda espiral con el nucleocapsid (gris). Esta figura, sin embargo, muestra solamente la forma del transporte del virus: una vez que se infecta una célula, las proteínas virales adicionales codificadas por el ARN viral se producen que secuestran la célula huesped para producir nuevas partículas del virus. (Retrato: Thomas Splettstößer /scistyle.com)

SARS-CoV-2, el patógeno causativo de la enfermedad 2019 (COVID-19) del coronavirus, es un positivo-sentido, virus de una sola fila del ARN con una talla del genoma del kb 30. El genoma SARS-CoV-2 codifica un total de 28 proteínas que sean esenciales para la transmisibilidad viral, réplica, supervivencia, y reciban la evasión inmune. Por lo tanto, la caracterización estructural y funcional de estas proteínas es de la gran importancia para entender a conciencia el ciclo vital viral y para determinar objetivos terapéuticos potenciales.

A. Encadene A del dedo del cinc del asiento 6W9C del PDB según lo depositado, con Cys189 y Cys226 formando una ligazón de disulfuro en vez de un punto de enlace del Zn. B. Estructura remodelada con el punto de enlace del cinc, utilizando NCS de tres veces, conocimiento anterior sobre química de la coordinación, y pesos crecientes de la geometría para perfeccionar el mapa. La densidad de electrón se visualiza como isosurface contorneado a 1σ.
A. Encadene A del dedo del cinc del asiento 6W9C del PDB según lo depositado, con Cys189 y Cys226 formando una ligazón de disulfuro en vez de un punto de enlace del Zn. B. Estructura remodelada con el punto de enlace del cinc, utilizando NCS de tres veces, conocimiento anterior sobre química de la coordinación, y pesos crecientes de la geometría para perfeccionar el mapa. La densidad de electrón se visualiza como isosurface contorneado a 1σ.

Desde la aparición del pandémico COVID-19, un considerable número de estudios se ha emprendido para desarrollar las estructuras atómicas de estas proteínas virales usando microscopia de resonancia magnética, del cryo-electrón nuclear, y técnicas cristalográficas. Los científicos hacen estas estructuras libremente y público - disponible en el banco de datos mundial de proteína (wwPDB) para la investigación próxima de la ventaja relacionada con el pandémico COVID-19. En el plazo de los 6 meses pasados, un total de 367 estructuras macromoleculares que revestían 16 proteínas de SARS-CoV-2 se han depositado. Debido a la presión inmensa de la investigación rápida, los errores ocurren con frecuencia incluso en estructuras macromoleculares muy cuidadosamente derivadas. Mientras que estas estructuras se utilizan para evaluar funciones virales importantes, incluso un pequeño error puede causar consecuencias serias. Por lo tanto, validación exacta de público - las estructuras disponibles son un requisito absoluto para con éxito combate SARS-CoV-2.

Movimiento del registro en el C-término de la polimerasa de ARN. Izquierda: Reseña con el rizo faltante mostrado como línea discontinua (asiento 7BV2 del PDB); mapa en 2.4σ. La derecha: Detalles de la hélice de la C-terminal en 5σ. A. PDB 6NUS del mapa y del modelo de una resolución más inferior. El juicio del ajuste de la cadena lateral es difícil. B. Un mapa y un modelo más de alta resolución 7BV2 según lo depositado; el ajuste de la cadena lateral es subóptimo. C. Estructura enmendada 7BV2; las cadenas laterales ahora ajustan la densidad. El movimiento del registro es indicado por Tyr915.
Movimiento del registro en el C-término de la polimerasa de ARN. Izquierda: Reseña con el rizo faltante mostrado como línea discontinua (asiento 7BV2 del PDB); mapa en 2.4σ. La derecha: Detalles de la hélice de la C-terminal en 5σ. A. PDB 6NUS del mapa y del modelo de una resolución más inferior. El juicio del ajuste de la cadena lateral es difícil. B. Un mapa y un modelo más de alta resolución 7BV2 según lo depositado; el ajuste de la cadena lateral es subóptimo. C. Estructura enmendada 7BV2; las cadenas laterales ahora ajustan la densidad. El movimiento del registro es indicado por Tyr915.

Diseño actual del estudio

Los científicos desarrollaron métodos de cómputo para reanalizar y para validar público - las estructuras macromoleculares disponibles de SARS-CoV-2. Todas las estructuras representativas experimentaron poste-análisis automático y el nuevo tratamiento manual y el remodelado. El Web site (insidecorona.net) que crearon contiene los modelos macromoleculares importante perfeccionados de muchas proteínas SARS-CoV-2, que se hacen libremente y público - disponible y han sido utilizados extensamente por las comunidades científicas.  

En la validación, los SARS-CoV y SARS-CoV-2 automáticos las estructuras macromoleculares relacionadas se transfieren directamente en el depósito y se analizan automáticamente en el plazo de 24 horas de baja. Para las estructuras microscópicas y cristalográficas del cryo-electrón, la calidad de datos combinados depositados es verificada inicialmente, seguido por el nuevo análisis de las estructuras basadas en conocimiento químico anterior.

Para los datos cristalográficos, verificaron para saber si hay hermanar, lo completo, y la calidad total de la difracción usando modelos de cómputo. Observaron que 7 de 415 grupos de datos tienen lo completo abajo del 80%. Cerca de 61 grupos de datos mostraron los anillos del hielo, y 49 estructuras cristalinas fueron encontradas para haber resultado de cristales hermanados.

También verificaron cómo los modelos atómicos ajustaron los datos. Observaron el R-valor importante alto (una dimensión de la calidad) de más el de 35% para dos estructuras, que perfeccionaron con PDB-REDO, un procedimiento para optimizar modelos cristalográficos.              

Después de analizar las estructuras microscópicas del cryo-electrón, observaron que 6 de 81 estructuras depositadas tenían guardapolvo malo ajustado entre el modelo y el mapa. Para 12 estructuras, un ajuste pobre de más el de 5% de residuos con el mapa fue observado.

Para validar las estructuras basadas en conocimiento químico anterior, verificaron para saber si hay geometría covalente, parámetros conformacionales de la proteína y del ARN, y choques estéricos. Observaron que para muchas estructuras, las conformaciones de la espina dorsal eran incorrectas.

Para la evaluación manual, seleccionaron las estructuras representativas y encontraron que los desvíos mas comunes eran tirones de la ligazón de péptido, afloramientos del rotamer, e identificación errónea de pequeñas moléculas. De todas las estructuras manualmente verificadas, 31 fueron perfeccionados importante e hicieron libremente disponible en el Web site.

Significación del estudio

Según los científicos, el problema grave con el wwPDB es la indisponibilidad de las informaciones en bruto, que son esenciales para el nuevo análisis y la validación de modelos existentes y el revelado de modelos nuevos. Para maximizar la utilidad de resultados experimentales, los científicos actuales del estudio invitaron a otros científicos que depositaran sus informaciones en bruto para poder crear una plataforma analítica para el nuevo análisis y la validación de modelos estructurales virales.

Continuamente validando y poniendo al día las estructuras virales, los científicos tienen como objetivo constante el perfeccionar de los resultados de la nueva investigación.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Dr. Sanchari Sinha Dutta

Written by

Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta is a science communicator who believes in spreading the power of science in every corner of the world. She has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree and a Master's of Science (M.Sc.) in biology and human physiology. Following her Master's degree, Sanchari went on to study a Ph.D. in human physiology. She has authored more than 10 original research articles, all of which have been published in world renowned international journals.

Citations

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