研究文章 特殊问题

SARS-CoV和SARS-CoV-2核衣壳蛋白的静电特性

  • 收到:2021年1月30日 认可的:2021年3月5日 出版:2021年3月9日
  • 新冠肺炎正日益影响人类健康和全球经济。为了开发新冠肺炎的治疗方法,迫切需要了解严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)的基本机制。SARS-CoV和SARS-CoV-2在其N蛋白RBD序列中具有92.06%的同源性,导致结构非常相似。然而,SARS-CoV-2更容易传播。利用多尺度计算方法,研究了SARS-CoV和SARS-CoV-2的核衣壳(N)蛋白的基本机制,包括它们在不同pH值下的稳定性和与RNA的结合强度。N蛋白表面的静电势表明,SARS-CoV和SARS-CoV-2的N蛋白都具有吸引RNA的优势正电位。严重急性呼吸系统综合征冠状病毒N蛋白和不同距离的RNA之间的结合力在方向和大小上都与严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型相似。SARS-CoV和SARS-CoV-2的N蛋白和RNA之间的电场线也相似。折叠能和结合能对pH的依赖性表明,N蛋白与RNA发挥作用的最佳环境是弱酸性环境。

    引用:郭文翰,谢义新,艾伦·E·洛佩兹-赫尔南德斯,孙胜杰,李林.SARS-CoV和SARS-CoV-2核衣壳蛋白的静电特性[J]。数学生物科学与工程,2021,18(3):2372-2383。doi:10.3934/mbe.2021120年

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    [1] P.Zhou,X.L.Yang,X.G.Wang,B.Hu,L.Zhang,W.Zhang等,与可能起源于蝙蝠的新冠状病毒相关的肺炎暴发,自然,579(2020), 270-273. 数字对象标识:10.1038/s41586-020-2012-7
    [2] M.A.Marra、S.J.Jones、C.R.Astell、R.A.Holt、A.Brooks-Wilson、Y.S.Butterfield等,SARS相关冠状病毒的基因组序列,科学类,300(5624), 1399-404
    [3] S.Kang,M.Yang,Z.Hong,L.Zhang,S.Chen,严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型核衣壳蛋白RNA结合结构域的晶体结构揭示了潜在的独特药物靶向位点,药物学报。B类,10(2020), 1228-1238. 数字对象标识:10.1016/j.apsb.2020.04.009
    [4] N.K.Dutta,K.Mazumdar,J.T.Gordy,SARS-CoV-2的核衣壳蛋白:疫苗开发的目标,J.维罗尔。,94(2020),e00647-20。
    [5] D.C.Dinesh、D.Chalupska、J.Silhan、E.Koutna、R.Nencka、V.Veverka等,SARS-CoV-2核衣壳磷蛋白识别RNA的结构基础,《公共科学图书馆·病理学》。,16(2020),e1009100。数字对象标识:10.1371/日志.ppat.1009100
    [6] K.S.Saikatendu、J.S.Joseph、V.Subramanian、B.W.Neuman、M.J.Buchmeier、R.C.Stevens等人,通过N蛋白N末端结构域的分子作用形成严重急性呼吸综合征冠状病毒的核糖核脱羧酶,J.维罗尔。,81(2007), 3913-3921. 数字对象标识:10.1128/JVI.02236-06
    [7] 谢勇,杜德华,C.B.Karki,W.Guo,A.E.Lopez-Hernandez,S.Sun,等,揭示SARS-CoV-2尖峰蛋白与ACE2结合的机制,计算。科学。工程师。,22(2020), 21-29. 数字对象标识:10.1109/MCSE.2020.3015511
    [8] Y.Xie、C.B.Karki、D.Du、H.Li、J.Wang、A.Sobitan等,SARS-CoV和SARS-CoV-2的Spike蛋白利用不同机制与人类ACE2结合,前面。Mol.Biosci公司。,7(2020),第591873页。数字对象标识:10.3389/fmolb.2020.591873
    [9] W.Dai,B.Zhang,X.Jiang,H.Su,J.Li,Y.Zhao,et al.以SARS-CoV-2主要蛋白酶为靶点的抗病毒候选药物的结构设计,科学类,368(2020), 1331-1335. 数字对象标识:10.1126/science.abb4489
    [10] D.D.Nguyen,K.Gao,J.Chen,R.Wang,G.Wei,使用代数拓扑和深度学习从137个晶体结构揭示SARS-CoV-2主要蛋白酶抑制的分子机制,化学。科学。,11(2020), 12036-12046. 数字对象标识:10.1039/D0SC04641H
    [11] K.Gao,D.D.Nguyen,J.Chen,R.Wang,G.Wei,8565种新冠肺炎现有药物的重新定位,《物理学杂志》。化学。莱特。,11(2020), 5373-5382. 数字对象标识:10.1021/acs.jpclett.0c01579
    [12] L.Li,C.Li,Z.Zhang,E.Alexov,关于蛋白质的介电“常数”:用于大分子建模的平滑介电函数及其在DelPhi中的实现,化学杂志。理论计算。,9(2013), 2126-2136. 数字对象标识:10.1021/ct400065j
    [13] L.Li,J.Alper,E.Alexov,模拟涉及大型物体的结合现象的多尺度方法:应用于沿微管运动的驱动蛋白运动域,科学代表。,6(2016), 1-12. 数字对象标识:10.1038/s41598-016-0001-8
    [14] A.W.Senior、R.Evans、J.Jumper、J.Kirkpatrick、L.Sifre、T.Green等,利用深度学习潜能改进蛋白质结构预测,自然,577(2020), 706-710. 数字对象标识:10.1038/s41586-019-1923-7
    [15] J.Wang,C.Karki,Y.Xiao,L.Li,原核核糖体静电及其生物学意义,生物物理学杂志。,118(2020), 1205-1212. 数字对象标识:2016年10月10日/j.bpj.2020.014
    [16] M.F.Lensink,S.Velankar,S.J.Wodak,蛋白质-蛋白质和蛋白质-肽复合物建模:CAPRI第6版,蛋白质,85(2017), 359-377. 数字对象标识:10.1002/防护25215
    [17] L.Li,L.Wang,E.Alexov,《关于连续介质方法框架中控制分子识别的能量成分》,前Mol Biosci。,2(2015),e00005。
    [18] L.Li,D.Guo,Y.Huang,S.Liu,Y.Xiao,ASPDock:使用原子溶剂化参数模型的蛋白质-蛋白质对接算法,BMC生物信息。,12(2011), 1-9. 数字对象标识:10.1186/1471-2105-12-1
    [19] Y.Peng,E.Alexov,蛋白质-DNA和蛋白质-RNA复合物的质子转移、pKa位移和pH优化的计算研究,蛋白质,85(2017), 282-295. 数字对象标识:10.1002/防护25221
    [20] L.Wang,S.Witham,Z.Zhang,L.Li,M.Hodsdon,E.Alexov,在催乳素pH依赖性和人类生长激素与人类催乳素受体结合的电子研究中,Commun公司。计算。物理学。,13(2013), 207-222. 数字对象标识:10.4208/cicp.170911.131011s
    [21] J.Wang,通过计算药物再利用研究快速确定可能的药物治疗冠状病毒肺炎(COVID-19),化学杂志。信息模型。,60(2020), 3277-3286. 数字对象标识:10.1021/acs.jcim.0c00179
    [22] G.Eraslan,等。Avsec,J.Gagneur,F.J.Theis,《深度学习:基因组学的新计算建模技术》,自然资源部Genet。,20(2019), 389-403.
    [23] L.Li,C.Li,S.Sarkar,J.Zhang,S.Witham,Z.Zhang等人,DelPhi:DelPhi软件和相关资源的综合套件,BMC生物物理学。,5(2012), 1-11. 数字对象标识:10.1186/2046-1682-5-1
    [24] L.Li,Z.Jia,Y.Peng,A.Chakravorty,L.Sun,E.Alexov,DelPhiForce web服务器:静电力和能量计算与可视化,生物信息学,33(2017), 3661-3663. 数字对象标识:10.1093/生物信息学/btx495
    [25] L.Li,A.Chakravorty,E.Alexov,DelPhiForce,静电力计算工具:高分子结合的应用,J.计算。化学. ,38(2017), 584-593. 数字对象标识:10.1002/jcc.24715
    [26] L.Wang,L.Li,E.Alexov,使用DelPhi pKa预测具有高斯介电函数的蛋白质、RNA和DNA,蛋白质,83(2015), 2186-2197.
    [27] L.Wang,M.Zhang,E.Alexov,DelPhiPKa网络服务器:预测蛋白质、RNA和DNA的pKa,生物信息学,32(2015), 614-615.
    [28] K.Talley,E.Alexov,《关于蛋白质活性和稳定性的pH优化》,蛋白质,78(2010), 2699-2706.
    [29] R.C.Mitra,Z.Zhang,E.Alexov,蛋白质结合pH值优化的电子建模,蛋白质,79(2011), 925-936. 数字对象标识:10.1002/防护22931
    [30] A.V.Onufriev、E.Alexov,蛋白质-甘氨酸结合中的质子化和pK变化,Q.生物物理学评论。,46(2013), 181-209. 数字对象标识:10.1017/S0033583513000024
    [31] E.F.Pettersen、T.D.Goddard、C.C.Huang、G.S.Couch、D.M.Greenblatt、E.C.Meng等人,加州大学旧金山分校Chimera——一个用于探索性研究和分析的可视化系统,J.计算。化学。,25(2004), 1605-1612. 数字对象标识:2008年10月10日/jcc
    [32] Y.Xian,Y.Xie,S.M.Silva,C.B.Karki,W.Qiu,L.Li,结构操纵工具structureMan:研究大规模生物分子相互作用的结构操纵工具,前面。Mol.Biosci公司。,7(2020), 476.
    [33] W.Humphrey,A.Dalke,K.Schulten,《视觉分子动力学》,J.摩尔图,14(1996), 33-38. 数字对象标识:10.1016/0263-7855(96)00018-5
    [34] F.Sievers,A.Wilm,D.Dineen,T.J.Gibson,K.Karplus,W.Li等人,使用Clustal Omega快速、可扩展地生成高质量蛋白质多序列比对,摩尔系统。生物。,7(2011), 539. 数字对象标识:10.1038/msb2011.75
    [35] Xian Y.,C.B.Karki,S.M.Silva,L.Li,C.Xiao,静电相互作用在巨型病毒衣壳组装机制中的作用。国际分子科学杂志。,20(2019), 1876. 数字对象标识:10.3390/ijms20081876
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通讯作者:陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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