Published February 25, 2021
| Version v1
Publication
Open
Structural insights into SARS-CoV-2 spike protein and its natural mutants found in Mexican population
Creators
- 1. Instituto Politécnico Nacional
- 2. Laboratoire de Chimie Théorique
- 3. Sorbonne Université
- 4. French National Centre for Scientific Research
- 5. Autonomous University of Sinaloa
Description
Abstract The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is a newly emerged coronavirus responsible for coronavirus disease 2019 (COVID-19); it become a pandemic since March 2020. To date, there have been described three lineages of SARS-CoV-2 circulating worldwide, two of them are found among Mexican population, within these, we observed three mutations of spike (S) protein located at amino acids H49Y, D614G, and T573I. To understand if these mutations could affect the structural behavior of S protein of SARS-CoV-2, as well as the binding with S protein inhibitors (cepharanthine, nelfinavir, and hydroxychloroquine), molecular dynamic simulations and molecular docking were employed. It was found that these punctual mutations affect considerably the structural behavior of the S protein compared to wild type, which also affect the binding of its inhibitors into their respective binding site. Thus, further experimental studies are needed to explore if these affectations have an impact on drug-S protein binding and its possible clinical effect.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص فيروس كورونا 2 المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (SARS - CoV -2) هو فيروس تاجي ناشئ حديثًا مسؤول عن مرض فيروس كورونا 2019 (COVID -19) ؛ أصبح جائحة منذ مارس 2020. حتى الآن، تم وصف ثلاث سلالات من سارس- كوف-2 المنتشرة في جميع أنحاء العالم، تم العثور على اثنتين منها بين السكان المكسيكيين، ضمن هذه، لاحظنا ثلاث طفرات من بروتين سبايك (S) الموجود في الأحماض الأمينية H49Y و D614G و T573I. لفهم ما إذا كانت هذه الطفرات يمكن أن تؤثر على السلوك البنيوي لبروتين S لفيروس كورونا 2 المرتبط بمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة، وكذلك الارتباط بمثبطات بروتين S (سيفارانتين، ونيلفينافير، وهيدروكسي كلوروكوين)، تم استخدام المحاكاة الديناميكية الجزيئية والالتحام الجزيئي. وجد أن هذه الطفرات الدقيقة تؤثر بشكل كبير على السلوك الهيكلي للبروتين S مقارنة بالنوع البري، والذي يؤثر أيضًا على ربط مثبطاته في موقع الارتباط الخاص بها. وبالتالي، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات التجريبية لاستكشاف ما إذا كانت هذه التأثيرات لها تأثير على ارتباط البروتين بالعقار وتأثيره السريري المحتمل.Translated Description (French)
Résumé Le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est un coronavirus nouvellement apparu responsable de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) ; il devient une pandémie depuis mars 2020. À ce jour, trois lignées de SARS-CoV-2 circulant dans le monde ont été décrites, deux d'entre elles se trouvent parmi la population mexicaine, au sein desquelles nous avons observé trois mutations de la protéine Spike (S) située aux acides aminés H49Y, D614G et T573I. Pour comprendre si ces mutations pouvaient affecter le comportement structurel de la protéine S du SARS-CoV-2, ainsi que la liaison avec les inhibiteurs de la protéine S (cépharanthine, nelfinavir et hydroxychloroquine), des simulations dynamiques moléculaires et l'amarrage moléculaire ont été utilisés. Il a été constaté que ces mutations ponctuelles affectent considérablement le comportement structurel de la protéine S par rapport au type sauvage, ce qui affecte également la liaison de ses inhibiteurs dans leur site de liaison respectif. Ainsi, d'autres études expérimentales sont nécessaires pour explorer si ces effets ont un impact sur la liaison aux protéines S du médicament et son effet clinique possible.Translated Description (Spanish)
Resumen El coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) es un coronavirus recién emergido responsable de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19); se ha convertido en una pandemia desde marzo de 2020. Hasta la fecha, se han descrito tres linajes de SARS-CoV-2 circulantes en todo el mundo, dos de ellos se encuentran entre la población mexicana, dentro de estos, observamos tres mutaciones de la proteína spike (S) ubicadas en los aminoácidos H49Y, D614G y T573I. Para comprender si estas mutaciones podrían afectar el comportamiento estructural de la proteína S del SARS-CoV-2, así como la unión con inhibidores de la proteína S (cefarantina, nelfinavir e hidroxicloroquina), se emplearon simulaciones dinámicas moleculares y acoplamiento molecular. Se encontró que estas mutaciones puntuales afectan considerablemente el comportamiento estructural de la proteína S en comparación con el tipo salvaje, lo que también afecta la unión de sus inhibidores en su respectivo sitio de unión. Por lo tanto, se necesitan más estudios experimentales para explorar si estas afectaciones tienen un impacto en la unión del fármaco a la proteína S y su posible efecto clínico.Files
s41598-021-84053-8.pdf.pdf
Files
(8.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1123c37e0b87174c00bfdf123a17ae09
|
8.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- رؤى هيكلية حول بروتين ارتفاع سارس- كوف-2 وطفراته الطبيعية الموجودة في السكان المكسيكيين
- Translated title (French)
- Aperçu structurel de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 et de ses mutants naturels trouvés dans la population mexicaine
- Translated title (Spanish)
- Conocimientos estructurales sobre la proteína espicular del SARS-CoV-2 y sus mutantes naturales encontrados en la población mexicana
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3130753680
- DOI
- 10.1038/s41598-021-84053-8
References
- https://openalex.org/W1966238900
- https://openalex.org/W1968984443
- https://openalex.org/W1975580333
- https://openalex.org/W1982533785
- https://openalex.org/W2013933814
- https://openalex.org/W2029667189
- https://openalex.org/W2032070236
- https://openalex.org/W2035266068
- https://openalex.org/W2067174909
- https://openalex.org/W2069123478
- https://openalex.org/W2071569701
- https://openalex.org/W2078110244
- https://openalex.org/W2086544119
- https://openalex.org/W2087251383
- https://openalex.org/W2089299019
- https://openalex.org/W2103636724
- https://openalex.org/W2104919283
- https://openalex.org/W2105668062
- https://openalex.org/W2119494556
- https://openalex.org/W2120772351
- https://openalex.org/W2131793079
- https://openalex.org/W2132589721
- https://openalex.org/W2132629607
- https://openalex.org/W2147993766
- https://openalex.org/W2157281740
- https://openalex.org/W2161435378
- https://openalex.org/W2164270482
- https://openalex.org/W2237134040
- https://openalex.org/W2293157448
- https://openalex.org/W2420322377
- https://openalex.org/W2507857836
- https://openalex.org/W2605343262
- https://openalex.org/W2782884792
- https://openalex.org/W2804521888
- https://openalex.org/W2997854042
- https://openalex.org/W3005409321
- https://openalex.org/W3009335299
- https://openalex.org/W3009456922
- https://openalex.org/W3009577418
- https://openalex.org/W3010673910
- https://openalex.org/W3013365475
- https://openalex.org/W3014067025
- https://openalex.org/W3016342733
- https://openalex.org/W3019964907
- https://openalex.org/W3021971574
- https://openalex.org/W3022000877
- https://openalex.org/W3022435472
- https://openalex.org/W3023494626
- https://openalex.org/W3023724901
- https://openalex.org/W3024465342
- https://openalex.org/W3028659981
- https://openalex.org/W3030203986
- https://openalex.org/W3030593001
- https://openalex.org/W3034673010
- https://openalex.org/W3034877576
- https://openalex.org/W3035546072
- https://openalex.org/W3036139831
- https://openalex.org/W3038792485
- https://openalex.org/W3039901154
- https://openalex.org/W3040464171
- https://openalex.org/W3040753754
- https://openalex.org/W3043959829
- https://openalex.org/W3044111306
- https://openalex.org/W3044118599
- https://openalex.org/W3045339903
- https://openalex.org/W3080531993
- https://openalex.org/W3080703638
- https://openalex.org/W3117664224
- https://openalex.org/W3120291216
- https://openalex.org/W3211143567
- https://openalex.org/W4230090597