عنوان المقالة:الطفرات الناشئة في بروتين الغلاف لفيروس كورونا المستجد 2 (SARS-CoV-2) وتأثيرها على الخواص الديناميكية الحرارية Emerging mutations in envelope protein of SARS-CoV-2 and their effect on thermodynamic properties
كيجي مو، مهند عبد الله، دونغ تشينغ وي، محمد طاهر خان، مديحة شاهزاد لودهي، دعاء بي درويش، محمد شرف، شودونج تو
English Authors
Kejie Mou, Mohnad Abdalla, Dong Qing Wei, Muhammad Tahir Khan, Madeeha Shahzad Lodhi, Doaa B Darwish, Mohamed Sharaf, Xudong Tu
Abstract
إن البروتينات البنيوية لفيروس كورونا المستجد 2 (SARS-CoV-2) هي أهداف محتملة للأدوية بسبب دورها في دورة حياة الفيروس. يعد بروتين الغلاف (E) أحد البروتينات البنيوية؛ ويلعب دورًا حاسمًا في الضراوة. ومع ذلك، فإن ظهور الطفرات غالبًا ما يؤدي إلى مقاومة الأدوية وقد يلعب أيضًا دورًا حيويًا في استقرار الفيروس وتطوره. في هذه الدراسة، هدفنا إلى تحديد الطفرات في بروتينات E التي تؤثر على استقرار البروتين. تم تحليل حوالي 0.3 مليون تسلسل كامل للجينوم لفحص الطفرات في بروتين E. تم إخضاع كل هذه الطفرات للتنبؤ بالاستقرار باستخدام خادم DynaMut. تم فحص الطفرات الأكثر شيوعًا التي تم اكتشافها في المجال الطرفي C، Ser68Phe وPro71Ser وLeu73Phe، من خلال محاكاة الديناميكيات الجزيئية (MD) لفترة 100 نانوثانية. يُظهر تحليل التسلسل وجود 259 طفرة في بروتين E. ومن المثير للاهتمام أن 16 منها تم اكتشافها في نموذج الحمض الأميني DFLV (aa72-aa75) الذي يرتبط ببروتين PALS1 المضيف. تُظهر نتائج انحراف الجذر التربيعي المتوسط والتقلبات ونصف قطر الدوران ومشهد الطاقة الحرة أن Ser68Phe وPro71Ser وLeu73Phe تُظهر تأثيرًا أكثر استقرارًا. ومع ذلك، قد تكون هناك حاجة إلى دراسة تجريبية أكثر شمولاً لمعرفة التأثير على مسببات الأمراض الفيروسية. يمكن تطوير الأدوية المضادة للفيروسات المحتملة واللقاحات المستخدمة بعد فحص الاختلافات الجينية لتحسين إدارة عدوى SARS-CoV-2.
Abstract
Structural proteins of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) are potential drug targets due to their role in the virus life cycle. The envelope (E) protein is one of the structural proteins; plays a critical role in virulency. However, the emergence of mutations oftenly leads to drug resistance and may also play a vital role in virus stabilization and evolution. In this study, we aimed to identify mutations in E proteins that affect the protein stability. About 0.3 million complete whole genome sequences were analyzed to screen mutations in E protein. All these mutations were subjected to stability prediction using the DynaMut server. The most common mutations that were detected at the C-terminal domain, Ser68Phe, Pro71Ser, and Leu73Phe, were examined through molecular dynamics (MD) simulations for a 100ns period. The sequence analysis shows the existence of 259 mutations in E protein. Interestingly, 16 of them were detected in the DFLV amino acid (aa) motif (aa72-aa75) that binds the host PALS1 protein. The results of root mean square deviation, fluctuations, radius of gyration, and free energy landscape show that Ser68Phe, Pro71Ser, and Leu73Phe are exhibiting a more stabilizing effect. However, a more comprehensive experimental study may be required to see the effect on virus pathogenicity. Potential antiviral drugs, and vaccines may be developed used after screening the genomic variations for better management of SARS-CoV-2 infections.
د.محمد كامل عبده علوان شرف | Dr. Mohamed Kamel Abdo Elwan Sharaf | 1431