In-silico Analysis of Adenosine Deaminase: From Gene Sequence Retrieval to Clinical Implications and Drug Targets
- 1. Khyber Medical University
Description
Background: Adenosine Deaminase (ADA) plays a critical role in purine metabolism and immune function. Its genetic and molecular characterization is essential for understanding its involvement in various physiological and pathological processes. The ADA gene has been implicated in immune system disorders and offers a potential target for therapeutic intervention. Objective: This study aims to comprehensively analyze the ADA gene and its protein product, detailing the genetic structure, physiochemical properties, subcellular localization, expression patterns, clinical variations, functional domains, splice variants, and potential as a drug target, to enhance the understanding of its function in human health. Methods: We utilized an array of in silico tools for gene sequence retrieval, including analysis of genomic databases for ADA's chromosomal location and gene structure. Physiochemical properties were determined using ProtParam, and subcellular localization was predicted with CELLO v.2.5. Gene expression levels across various tissues were ascertained using the Archive Ensemble TOOL. Clinical variations were categorized based on their potential pathogenicity, while splice variants and functional domains were predicted using domain-specific databases. Post-translational modifications were analyzed with prediction tools from the CBS server, and the STRING database facilitated protein interaction network analysis. Additionally, the DoG-Site Scorer predicted ADA's druggability profile. Results: ADA was localized to chromosome 12 (20q13.12), comprising 45940 base pairs encoding 363 amino acids. The protein's molecular weight was calculated as 37948.09, with a total atom count of 5396. Predictive localization indicated periplasmic and cytoplasmic presence with reliability scores of 1.437*, 1.210*, and 1.058*. Expression profiling revealed high ADA levels in the duodenum, with a notable expression in the lymphatic node. Clinical variations identified included 21 insertions and 23 inversions, with two pathogenic instances. Splice variant analysis predicted nine sites, and drug-binding potential was identified with scores as high as 0.81. Conclusion: Our study provides a detailed analysis of ADA, highlighting its genetic complexity and biological significance. The identification of clinically relevant gene variations and drug-binding pockets offers potential pathways for therapeutic intervention, emphasizing the importance of ADA in medical research and treatment strategies.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
خلفية: أدينوزين ديامينيز (ADA) يلعب دورا حاسما في استقلاب البيورين والوظيفة المناعية. توصيفها الجيني والجزيئي ضروري لفهم مشاركتها في مختلف العمليات الفسيولوجية والمرضية. تورط جين ADA في اضطرابات الجهاز المناعي ويوفر هدفًا محتملاً للتدخل العلاجي. الهدف: تهدف هذه الدراسة إلى التحليل الشامل لجين ADA ومنتج البروتين الخاص به، مع تفصيل البنية الجينية، والخصائص الفيزيائية الكيميائية، والتوطين تحت الخلوي، وأنماط التعبير، والاختلافات السريرية، والمجالات الوظيفية، ومتغيرات الوصل، والإمكانات كهدف دوائي، لتعزيز فهم وظيفتها في صحة الإنسان. الطرق: استخدمنا مجموعة من أدوات السيليكو لاسترجاع التسلسل الجيني، بما في ذلك تحليل قواعد البيانات الجينية لموقع الكروموسومات والبنية الجينية لـ ADA. تم تحديد الخصائص الفيزيائية الكيميائية باستخدام ProtParam، وتم التنبؤ بالتوطين تحت الخلوي باستخدام التشيلو v.2.5. تم التحقق من مستويات التعبير الجيني عبر الأنسجة المختلفة باستخدام أداة مجموعة الأرشيف. تم تصنيف الاختلافات السريرية بناءً على إمراضيتها المحتملة، في حين تم التنبؤ بمتغيرات الربط والمجالات الوظيفية باستخدام قواعد بيانات خاصة بالمجال. تم تحليل تعديلات ما بعد الترجمة باستخدام أدوات التنبؤ من خادم CBS، وسهلت قاعدة بيانات السلسلة تحليل شبكة تفاعل البروتين. بالإضافة إلى ذلك، تنبأ هداف موقع DoG بملف ADA الخاص بقابلية التخدير. النتائج: تم توطين ADA إلى الكروموسوم 12 (20q13.12)، الذي يضم 45940 زوجًا أساسيًا يشفر 363 حمضًا أمينيًا. تم حساب الوزن الجزيئي للبروتين على أنه 37948.09، بإجمالي عدد ذرات 5396. أشار التوطين التنبؤي إلى وجود ما حول الجبلة والسيتوبلازمية مع درجات موثوقية 1.437* و 1.210* و 1.058*. كشف تنميط التعبير عن مستويات عالية من ADA في الاثني عشر، مع تعبير ملحوظ في العقدة اللمفاوية. وشملت الاختلافات السريرية التي تم تحديدها 21 عملية إدخال و 23 عملية انقلاب، مع حالتين مسببتين للأمراض. تنبأ تحليل متغير Splice بتسعة مواقع، وتم تحديد إمكانات ربط الدواء بدرجات عالية تصل إلى 0.81. الاستنتاج: تقدم دراستنا تحليلاً مفصلاً لـ ADA، مع تسليط الضوء على تعقيدها الجيني وأهميتها البيولوجية. يوفر تحديد الاختلافات الجينية ذات الصلة سريريًا والجيوب المرتبطة بالعقاقير مسارات محتملة للتدخل العلاجي، مع التأكيد على أهمية ADA في البحوث الطبية واستراتيجيات العلاج.Translated Description (French)
Contexte : L'adénosine désaminase (ADA) joue un rôle essentiel dans le métabolisme des purines et la fonction immunitaire. Sa caractérisation génétique et moléculaire est essentielle pour comprendre son implication dans divers processus physiologiques et pathologiques. Le gène ADA a été impliqué dans des troubles du système immunitaire et offre une cible potentielle pour une intervention thérapeutique. Objectif : Cette étude vise à analyser de manière exhaustive le gène ADA et son produit protéique, en détaillant la structure génétique, les propriétés physiochimiques, la localisation subcellulaire, les modèles d'expression, les variations cliniques, les domaines fonctionnels, les variants d'épissage et le potentiel en tant que cible médicamenteuse, afin d'améliorer la compréhension de sa fonction en santé humaine. Méthodes : Nous avons utilisé un éventail d'outils in silico pour la récupération de séquences géniques, y compris l'analyse des bases de données génomiques pour la localisation chromosomique et la structure génique d'ADA. Les propriétés physiochimiques ont été déterminées à l'aide de ProtParam, et la localisation subcellulaire a été prédite avec CELLO v.2.5. Les niveaux d'expression génique dans divers tissus ont été déterminés à l'aide de l'OUTIL Archive Ensemble. Les variations cliniques ont été catégorisées en fonction de leur pathogénicité potentielle, tandis que les variantes d'épissage et les domaines fonctionnels ont été prédits à l'aide de bases de données spécifiques aux domaines. Les modifications post-traductionnelles ont été analysées avec des outils de prédiction du serveur CBS, et la base de données de CHAÎNES a facilité l'analyse du réseau d'interaction protéique. De plus, le DoG-Site Scorer a prédit le profil de pharmacabilité d'ADA. Résultats : L'ADA a été localisée sur le chromosome 12 (20q13.12), comprenant 45940 paires de bases codant pour 363 acides aminés. Le poids moléculaire de la protéine a été calculé à 37948.09, avec un nombre total d'atomes de 5396. La localisation prédictive indiquait une présence périplasmique et cytoplasmique avec des scores de fiabilité de 1,437*, 1,210* et 1,058*. Le profil d'expression a révélé des taux élevés d'ADA dans le duodénum, avec une expression notable dans le ganglion lymphatique. Les variations cliniques identifiées comprenaient 21 insertions et 23 inversions, avec deux cas pathogènes. L'analyse des variants d'épissure a prédit neuf sites, et le potentiel de liaison au médicament a été identifié avec des scores allant jusqu'à 0,81. Conclusion : Notre étude fournit une analyse détaillée de l'ADA, mettant en évidence sa complexité génétique et sa signification biologique. L'identification des variations génétiques cliniquement pertinentes et des poches de liaison aux médicaments offre des voies potentielles d'intervention thérapeutique, soulignant l'importance de l'ADA dans la recherche médicale et les stratégies de traitement.Translated Description (Spanish)
Antecedentes: La adenosina desaminasa (ADA) desempeña un papel fundamental en el metabolismo de las purinas y la función inmunitaria. Su caracterización genética y molecular es fundamental para comprender su implicación en diversos procesos fisiológicos y patológicos. El gen ADA se ha implicado en trastornos del sistema inmunitario y ofrece un objetivo potencial para la intervención terapéutica. Objetivo: Este estudio tiene como objetivo analizar exhaustivamente el gen ADA y su producto proteico, detallando la estructura genética, las propiedades fisicoquímicas, la localización subcelular, los patrones de expresión, las variaciones clínicas, los dominios funcionales, las variantes de empalme y el potencial como diana farmacológica, para mejorar la comprensión de su función en la salud humana. Métodos: Utilizamos una serie de herramientas in silico para la recuperación de secuencias génicas, incluido el análisis de bases de datos genómicas para la ubicación cromosómica y la estructura génica de ADA. Las propiedades fisicoquímicas se determinaron utilizando ProtParam, y la localización subcelular se predijo con CELLO v.2.5. Los niveles de expresión génica en varios tejidos se determinaron utilizando la HERRAMIENTA Archive Ensemble. Las variaciones clínicas se clasificaron en función de su posible patogenicidad, mientras que las variantes de corte y empalme y los dominios funcionales se predijeron utilizando bases de datos específicas del dominio. Las modificaciones postraduccionales se analizaron con herramientas de predicción del servidor CBS, y la base de datos de CADENAS facilitó el análisis de la red de interacción de proteínas. Además, el DoG-Site Scorer predijo el perfil de farmacocinética de ADA. Resultados: ADA se localizó en el cromosoma 12 (20q13.12), que comprende 45940 pares de bases que codifican 363 aminoácidos. El peso molecular de la proteína se calculó como 37948.09, con un recuento total de átomos de 5396. La localización predictiva indicó la presencia periplásmica y citoplásmica con puntuaciones de fiabilidad de 1.437*, 1.210* y 1.058*. El perfil de expresión reveló altos niveles de ADA en el duodeno, con una expresión notable en el ganglio linfático. Las variaciones clínicas identificadas incluyeron 21 inserciones y 23 inversiones, con dos casos patógenos. El análisis de variantes de empalme predijo nueve sitios, y el potencial de unión al fármaco se identificó con puntajes tan altos como 0.81. Conclusión: Nuestro estudio proporciona un análisis detallado de la ADA, destacando su complejidad genética y su importancia biológica. La identificación de variaciones genéticas clínicamente relevantes y bolsas de unión a fármacos ofrece posibles vías para la intervención terapéutica, enfatizando la importancia de la ADA en la investigación médica y las estrategias de tratamiento.Files
559.pdf
Files
(585.7 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d95c29dab9ecd54fd583756930a676aa
|
585.7 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحليل داخل السيليكو لنقص أمين الأدينوزين: من استرجاع التسلسل الجيني إلى الآثار السريرية والأهداف الدوائية
- Translated title (French)
- Analyse in-silico de l'adénosine désaminase : de la récupération de séquence génique aux implications cliniques et aux cibles médicamenteuses
- Translated title (Spanish)
- Análisis in silico de la adenosina desaminasa: de la recuperación de la secuencia génica a las implicaciones clínicas y las dianas farmacológicas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4392918135
- DOI
- 10.61919/jhrr.v4i1.605