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Impatto delle mutazioni su affinità obbligatoria delle varianti SARS-CoV-2 con ACE2 e gli anticorpi attuali

Cinque varianti di interesse (VOIs) e quattro varianti di preoccupazione (VOCs) del virus novello di coronavirus 2 di sindrome respiratorio acuto severo (SARS-CoV-2) sono state riconosciute finora (WHO) dall'organizzazione mondiale della sanità. La variante di delta è corrente il più prevalente. Queste varianti hanno più alto transmissibility che il virus originale dovuto le mutazioni nel dominio dell'ricevitore-associazione (RBD) delle proteine della punta (s) di SARS-CoV-2 in risposta all'alterazione di post-immunizzazione immune di profili. Queste varianti mutanti stanno spargendo rapido in paesi con le alte tariffe della vaccinazione ed il mondo sta affrontando il rischio di new wave dell'infezione di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19).

Studio: Varianti SARS-CoV-2, mutazioni di RBD, affinità obbligatoria e fuga dellStudio: Varianti SARS-CoV-2, mutazioni di RBD, affinità obbligatoria e fuga dell'anticorpo. Credito di immagine: Kateryna Kon/Shutterstock

In un documento pubblicato nel giornale internazionale delle scienze molecolari, i ricercatori hanno spiegato la loro analisi dei meccanismi che avviano l'aggancio delle varianti SARS-CoV-2 all'enzima di conversione dell'angiotensina 2 (ACE2) ed agli anticorpi, citata come aggancio della proteina-proteina.  Hanno usato il database della banca dati (PDB) della proteina alla sorgente i dati della struttura 3D di ACE2, degli anticorpi, di RBD e di tutto il loro complessi e software di PyMOL per video le aree idrofobe di queste proteine e per estrarre le loro strutture 3D.

Facendo uso di integrazione, hanno calcolato la dimensione delle aree di contatto idrofobe ed idrofile in queste strutture del complesso e dell'affinità obbligatoria di RBD e di ACE2/antibodies facendo uso della compensazione di entropia-entalpia. Successivamente, il cambiamento di energia libera di Gibbs è stato calcolato.

Lo studio

I ricercatori hanno fatto due scoperte significative circa SARS-CoV-2 RBDs. In primo luogo, quello le mutazioni attuali di RBD già ha creato tutte le mutazioni nocive possibili. Quindi il transmissibility SARS-CoV-2 è aumentato già al suo livello elevato possibile.  In secondo luogo, se una mutazione si presenta alla 498th posizione dell'amminoacido del RBD, può potenzialmente migliorare la sua affinità obbligatoria.

L'aggancio della proteina-proteina induce il cambiamento di energia libera di Gibbs che può essere considerato l'affinità obbligatoria. Nel complesso SARS-CoV-2-RBD-ACE2, è stato osservato che il Gibbs che il cambiamento di energia libera causato dal RE AGGIUNGE l'interazione è trascurabile. Quindi, la mutazione di L452R aumenta l'affinità obbligatoria fra il RBD e il ACE2. I ricercatori hanno usato questi informazioni per calcolare dalla la differenza indotta da mutazione del cambiamento di energia libera di Gibbs per tutto il VOCs in associazione con ACE2 confrontato al SARS-CoV-2 originale.  Il cambiamento di energia libera calcolato di Gibbs del complesso SARS-CoV-2-RBD-ACE2 era più grande di quello del complesso SARS-CoV-RBD-ACE2, spiegando perché SARS-CoV-2 ha più alto transmissibility confrontato a SAR-CoV.

La mutazione di L452R in SARS-CoV-2 diminuisce l'affinità obbligatoria di molti anticorpi, così facilitando le infezioni dell'innovazione dalle varianti SARS-CoV-2. I ricercatori potevano egualmente stabilire che le mutazioni che invertono prestazione idrofila/idrofoba dei residui di RBD potessero provocare le infezioni dell'innovazione dalle varianti SARS-CoV-2 dovuto i cambiamenti nella complementarità geometrica nelle compensazioni di entropia-entalpia fra il virus e gli anticorpi alle sedi del legame.

Dall'inizio della pandemia, il RBD della proteina di SARS-CoV-2 S ha subito provocare di senso sbagliato di parecchie mutazioni parecchio VOCs quali il K417N, G446V e N501S, per nominare alcuni. La maggior parte di queste mutazioni di senso sbagliato si presentano all'interfaccia RBD-ACE2, che aderisce alla norma della compensazione di entropia-entalpia ed è la forza motrice dietro l'aggancio spontaneo della proteina-proteina.

I ricercatori hanno proposto un nuovo metodo per calcolare le energie di legame delle proteine complesse oltre sperimentalmente a determinare le strutture dei complessi dell'RBD-anticorpo e dei complessi di RBD- ACE2. Egualmente hanno inventato un nuovo metodo per misurare la superficie totale all'interfaccia di questi complessi della proteina-proteina. I risultati hanno indicato che Gibbs cambiamento di energia libera diminuisce soltanto durante l'interazione Noioso-Noiosa ed aumenta durante l'AGGIUNTA, Noioso-Ciao ed interazioni di RDD, che le guide calcolano dal il cambiamento di energia libera indotto da aggancio di Gibbs.

Conclusione

Per riassumere, i risultati di questo studio indicano che la cinetica più veloce dell'entrata delle varianti SARS-CoV-2 dentro il host non può necessariamente tradurre alla diffusione più veloce del virus. Egualmente ripetono i risultati più iniziali sulla variante di delta e suggeriscono che abbia più alto transmissibility e si sparga rapido e facilmente anche in paesi con le migliori tariffe della vaccinazione.

I vaccini tutto il corrente approvati COVID-19 sono stati progettati hanno basato sullo sforzo SARS-CoV-2 originalmente identificato in Cina alla fine del 2019. Lo sforzo iniziale SARS-CoV-2 ora sta scomparendo in paesi con le più alte tariffe della vaccinazione e le varianti SARS-CoV-2 quasi lo hanno sostituito. Questi sforzi più micidiali stanno spargendo in modo allarmante ad un tasso alto in questi paesi, che richiede gli sforzi persistenti per sviluppare le misure preventive più efficaci, sia i vaccini o gli anticorpi terapeutici, contro SARS-COV-2.

Journal reference:
Susha Cheriyedath

Written by

Susha Cheriyedath

Susha has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Chemistry and Master of Science (M.Sc) degree in Biochemistry from the University of Calicut, India. She always had a keen interest in medical and health science. As part of her masters degree, she specialized in Biochemistry, with an emphasis on Microbiology, Physiology, Biotechnology, and Nutrition. In her spare time, she loves to cook up a storm in the kitchen with her super-messy baking experiments.

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