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As mutações nas proteínas do ponto de SARS-CoV-2 seleccionam para mudanças do ácido aminado, aumentando a estabilidade da proteína

A doença do coronavirus (COVID-19), que é causado pelo coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2), continua a espalhar global. O 1º de julho de 2021, sobre 182 milhão casos de COVID-19 foram relatados no mundo inteiro, que conduziu às mortes de quase 4 milhões.

Porque os esforços da vacinação começaram na maioria de países, as variações novas ameaçam a eficácia das vacinas COVID-19. Por exemplo, as variações SARS-CoV-2 com mutações em sua proteína do ponto (s) podem aumentar a infectividade, o risco aumentado de morte, e o escape imune.

Estudo: As variações SARS-CoV-2 estão seleccionando para as mutações da proteína do ponto que aumentam a estabilidade da proteína. Crédito de imagem: Design_Cells/Shutterstock.com

Uma equipe dos pesquisadores no departamento da física médica e na engenharia biomedicável no University College Londres demonstrou que as mutações na proteína de S de SARS-CoV-2 seleccionam para as mudanças do ácido aminado que conduzem a uma proteína mais estável do que estariam esperadas de outra maneira.

Baseado em calcular todas as mutações possíveis da proteína na proteína de S de SARS-CoV-2, os pesquisadores mostram que os grandes números de variações são mais estáveis do que esperados comparado ao fundo. O estudo, afixado ao server da pré-impressão do bioRxiv*, destaca a importância da estabilidade da proteína em compreender a evolução SARS-CoV-2.

Mutações SARS-CoV-2

Actualmente, as variações novas do interesse (VOCs) ameaçam a eficácia vacinal, porque podem iludir a resposta imune do corpo. Também, estas variações são transmitidas facilmente de uma pessoa a outra. Os estudos precedentes igualmente mostraram que estas variações puderam aumentar o risco de doença e de morte severas entre populações vulneráveis.

Muitos do SARS-CoV-2 VOCs contêm mutações na proteína de S essa confer uma vantagem ao vírus. O vírus pode ter aumentado a angiotensin-conversão do emperramento do receptor da enzima 2 (ACE-2), das alterações do local da segmentação, e da evasão do sistema imunitário. As mutações podem igualmente ter aumentado a estabilidade da proteína.

Estrutura da proteína do ponto SARS-CoV-2. A) A estrutura completa da estrutura da proteína do ponto de COVID (PDBID 6XVV), subunidades é colorida azul, alaranjada, e cinza. B) A única subunidade da proteína do ponto com resíduos da variação “alfa” coloriu vermelho e etiquetado.

Derramar a luz nestas propriedades pode ajudar a determinar as diferenças das mutações, incluindo a resistência aumentada da infectividade ou da vacina. Com tal fim, os pesquisadores do estudo actual utilizaram cálculos da dobradura de proteína como uma ferramenta para detectar mutações potencial vantajosas de SARS-CoV-2.

Uma vista geral da energia livre de Gibbs

A dobradura de proteína é governada pelo princípio termodinâmica de energia livre de Gibbs (ΔΔG), que indica que a seqüência de ácido aminado de uma proteína determina sua estrutura nativa. Esta estrutura nativa tem o mínimo ΔΔG.

Quando uma mutação na seqüência de ácido aminado de uma proteína ocorre, as mudanças em ΔΔG igualmente seguirão. Na engenharia e no projecto da proteína, a previsão das mudanças em ΔΔG é usada rotineiramente para a optimização da enzima ou a estabilidade de complexos da proteína. Os pesquisadores do estudo actual demonstraram recentemente que este poderia funcionar como um predictor das mutações que causam a desestabilização ou a danificam a uma proteína em um contexto do cancro.

ΔΔG nas mutações SARS-CoV-2 determina a estabilidade da proteína

Quando a estabilidade das mutações na proteína de S de SARS-CoV-2 for avaliada em estudos precedentes, as análises variantes não estiveram conduzidas ainda. As mutações da proteína de SARS-CoV-2 S são prováveis melhorar o emperramento a outras moléculas, assim como fornecem um tempo mais longo antes da revelação térmica.

A informação estrutural da proteína, que tem sido publicada recentemente para a proteína de S do SARS-CoV-2, é necessária para previsões calculadoras de valores de ΔΔG.

Em seu trabalho, os pesquisadores calculam o ΔΔG para cada mutação missense possível na proteína de SARS-CoV-2 S, que atingiu um total de 19.440 mutações. Esta informação foi descrita subseqüentemente como a taxa da mutação do “fundo”, que mostra que as variações SARS-CoV-2 emergentes exibem um mais baixo ΔΔG e uma proporção mais alta de mutações de estabilização do que esperada.

Isto que encontra sugere essa estabilidade da proteína, quando raro, jogos um papel vital na evolução de SARS-CoV-2. Além disso, a combinação de mutações pode conduzir às mudanças sinérgicos à estabilidade do aumento, revelando pedidos evolucionários possíveis para a mutação.

Como ΔΔG se relaciona a SARS-CoV-2 VOCs

Tomando a sua pesquisa uma etapa mais adicional, os pesquisadores compararam a distribuição mutational do fundo entre VOCs e SARS-CoV-2 “variações do interesse (VOIs).” SARS-CoV-2 VOIs e VOCs foram encontrados para exibir uns valores significativamente mais baixos de ΔΔG em relação à população maioria, indicando desse modo que estas variações estiveram seleccionadas provavelmente evolutionarily para mutações de estabilização ou dedesestabilização.

Notàvel, nenhuns do VOCs foram encontrados para conter as mutações que estavam desestabilizando fortemente, que foi definido como ΔΔG avalia maior de 2,5 Kcal/mol. Totais, os pesquisadores concluíram que um enriquecimento estatístico existe para as mutações SARS-CoV-2 que estabilizam a proteína de S em relação ao fundo.

Conclusão

“Este trabalho destaca aquelas mutações com um efeito de estabilização na proteína do ponto SARS-CoV-2 é um dos motoristas chaves da evolução do vírus e da contribuição ao transmissibility aumentado de variações emergentes.”

A posterior investigação é necessário estudar a estabilidade da proteína de SARS-CoV-2 S. A equipe sugere que isso simulações se dobrar de variações recentemente arranjadas em seqüência possa fornecer um método disponível e moderno para destacar mutações vantajosas. Adicionalmente, uma simulação em perspectiva de uma mutação mais adicional pode ajudar a prever as variações futuras para emergir.

Observação *Important

o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

Source:
Journal reference:
Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She is currently completing her Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and worked as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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