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Uma avaliação de resumos potenciais nas proteínas SARS-CoV-2 estruturais

A doença 2019 do coronavirus (COVID-19) é uma doença respiratória aguda altamente contagioso causada pelo coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2). A análise filogenética das seqüências do inteiro-genoma SARS-CoV-2 isoladas dos pacientes contaminados revelou a identidade da seqüência de 96,2%, de 79,6%, e de 50% com os genomas de RaTG13, de SARS-CoV BJ01, e do coronavirus respiratório da síndrome de Médio Oriente (MERS-CoV), respectivamente.

SARS-CoV-2 tem um genoma que codifique proteínas estruturais e não-estruturais (NSPs). À exceção do coronavirus da gama, que falta NSP1, o quadro de leitura aberto inicial (ORF1a/b) codificam 16 NSPs (NSP1-16).

Estudo: Traço de Immunoinformatics de resumos potenciais nas proteínas SARS-CoV-2 estruturais. Crédito de imagem: Design_Cells/Shutterstock.com

Fundo

O ponto (s), envelope (e), membrana (M), e nucleocapsid (N) é as quatro proteínas estruturais que compreendem SARS-CoV-2. A proteína de SARS-CoV-2 S consiste em duas subunidades funcionais que incluem a subunidade S1 que negocia o acessório da pilha e a subunidade S2 que negocia a fusão do vírus-anfitrião.

SARS-CoV-2 foi neutralizado pelos anticorpos que ligam à proteína de S. A revelação rápida subseqüente de anticorpos de neutralização contra a proteína de S correlaciona com a resposta imune ao vírus. Além disso, os indivíduos que mostram o seroconversion podem desenvolver uma resposta imune duradouro a SARS-CoV-2. Em um estudo recente, as proteínas de S e de N de SARS-CoV-2 foram usadas para desenvolver um teste de diagnóstico rápido para o serodiagnosis COVID-19.

Neste estudo, os pesquisadores das várias instituições na Índia utilizaram recursos em linha múltiplos da bioinformática e critérios de selecção estritos para identificar resumos poderosos do t e da B-pilha de quatro proteínas SARS-CoV-2 estruturais. In silico o método da previsão usado neste estudo identificou os resumos poderosos, comuns, e espécie-específicos do b e os de célula T que são prováveis ser reconhecidos nos seres humanos. Além disso, os pesquisadores determinaram a conservação dos resumos previstos através das espécies do coronavirus (CoVs).

Sobre o estudo

Usando conhecimento imunológico existente e a similaridade genética de SARS-CoV-2 com SARS-CoV, os autores previram resumos do b e os de célula T usando vários serviços da previsão. Usando um número restrito de server da previsão, a pesquisa precedente encontrou resumos na maior parte na proteína de S de SARS-CoV-2.

No estudo actual, os pesquisadores identificaram resumos putativos do b e os de célula T em todas as quatro proteínas SARS-CoV-2 estruturais usando técnicas bem conhecidas da previsão. Os autores encontraram 20 resumos lineares da B-pilha nas proteínas estruturais de SARS-CoV-2 escolhendo os resumos lineares superiores da B-pilha previstos usando serviços de BepiPred, de Bcepred, e de ABCpred. Estes incluíram 11 resumos lineares da B-pilha para a proteína de S, seis para a proteína de N, assim como dois e para as proteínas de M e de E, respectivamente.

Os pesquisadores classificaram manualmente os resumos na ausência das ferramentas da bioinformática para investigar os resumos comuns e descobriram resumos conservados das proteínas de S (aa 407-416, aa421-427, aa1028-1049, aa1254-1273), de N (aa173-189, aa235-247), de M (aa163-182), e de E (aa 58-68) que são compartilhadas por SARS-CoV e por SARS-CoV-2. Os resumos da B-pilha foram visualizados usando o estúdio 2017 R2 da descoberta de BIOVIA na estrutura 3D das proteínas estruturais dos SARS-CoV e do SARS-CoV-2.

As imagens previram o lugar provável dos resumos na superfície as estruturas tridimensionais das proteínas de S, de E, de M, e de N. Além disso, o índice alfa-helicoidal forte da maioria de peptides, como previsto por contagens altas de Agadir, indicou a estabilidade do peptide na solução.

Os pacientes que recuperaram COVID-19 tiveram respostas da memória de CD4+ e de CD8+ a SARS-CoV-2 de acordo com algumas investigações em respostas de célula T de SARS-CoV-2-specific e em sua função na imunidade protectora. Os assuntos saudáveis não expostos tiveram respostas de célula T de SARS-CoV-2-specific CD4+ também, desse modo sugerindo a possibilidade de memória imunológica cruz-reactiva pre-existente aos coronaviruses humanos sazonais. Os pesquisadores podem usar a informação nas proteínas SARS-CoV-2 e os resumos reconhecidos por T-pilhas humanas para ajudá-las a seleccionar resumos em perspectiva ou proteínas do alvo para a revelação dos candidatos vacinais futuros.

Baseado na previsão dos resumos pelo menos por dois server, os autores escolheram os peptides superiores de 2% com a afinidade a mais alta. Com tal fim, os pesquisadores descobriram 55 peptides desobreposição (26 resumos de célula T de CD8+ para S, 16 para N, 10 para M, e 3 para proteínas de E) como pastas fortes do complexo principal do histocompatibility (MHC) mim molécula. Estes incluíram 26 resumos de célula T de CD8+ para a proteína de S, assim como 16, 10, e 3 para as proteínas do N.M. e do E, respectivamente.

Estes MHC fortes eu peptides obrigatórios fui avaliado para sua capacidade projetada para provocar respostas da interferona (IFN), assim como suas características antigénicas e não-alergénicas. Notàvel, os autores do estudo actual previram 16 resumos de célula T de CD8+ que são compartilhados por proteínas estruturais de SARS-CoV-2 e de SARS-CoV-3. Estes incluíram cinco resumos de célula T cada um para proteínas de S e de N e três de CD8+ cada para proteínas de M e de E.

Implicações

Os resumos imunes previstos neste estudo são limitados in silico às proteínas estruturais de SARS-CoV-2. Notàvel, muitos dos resumos previstos do b e os de célula T derivados das várias ferramentas computacionais foram validados experimental em estudos recentes usando soros dos pacientes COVID-19 convalescentes.

A resposta imunológica à infecção SARS-CoV-2 pode melhor ser compreendida e resolvido com validações experimentais mais estritas de resumos antecipados.

Journal reference:
  • Devi, Y. D., Goswami, H. B., Konwar, S., et al. (2021). Immunoinformatics mapping of potential epitopes in SARS-CoV-2 structural proteins. PLOS One. doi:10.1371/journal.pone.0258645
Colin Lightfoot

Written by

Colin Lightfoot

Colin graduated from the University of Chester with a B.Sc. in Biomedical Science in 2020. Since completing his undergraduate degree, he worked for NHS England as an Associate Practitioner, responsible for testing inpatients for COVID-19 on admission.

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