Accueil Santé & Bien-être Les techniques de modélisation moléculaire décrivent le processus d’interaction entre les nanotubes...

Les techniques de modélisation moléculaire décrivent le processus d’interaction entre les nanotubes et les principales structures du SRAS-CoV-2.

123
0

Dans une étude récente publiée sur le site Web de l Place de la recherche* preprint server, les chercheurs ont évalué les interactions entre les nanotubes de carbone et le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).

Étude : Interactions entre les nanotubes de carbone et les structures externes du SARS-CoV-2 par docking et dynamique moléculaire. Crédit image : Rost9/Shutterstock
Étude : Interactions entre les nanotubes de carbone et les structures externes du SRAS-CoV-2 à l’aide de l’amarrage moléculaire et de la dynamique moléculaire. Crédit image : Rost9/Shutterstock

Les mesures préventives, notamment l’utilisation de masques et de gants et la désinfection des surfaces, ont joué un rôle crucial dans l’endiguement de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). Diverses études ont rapporté l’efficacité du graphène et de ses dérivés pour contrôler la propagation et améliorer la détection virale.

À propos de l’étude

Dans cette étude, les chercheurs ont caractérisé les interactions détectées à l’aide de la dynamique moléculaire (MD) et du docking moléculaire (DOC) entre les dérivés du graphène comme les nanotubes de carbone (CNT) et le SARS-CoV-2.

L’équipe a obtenu les structures cristallines de la protéase principale (M-pro), de la protéine de pointe (S-pro) et de la protéine d’enveloppe (E-pro) du SRAS-CoV-2 à partir de la banque de données des protéines (PDB). Les structures ont été développées, minimisées avec la construction assistée par modèle de raffinement énergétique (AMBER), puis triées par un processus visuel par MD et DOC. L’équipe a ensuite optimisé les structures et calculé les énergies d’adsorption en utilisant la méthode de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT). Toutes les simulations effectuées ont été dérivées du modèle récepteur + ligand comprenant les structures E-pro, M-pro et S-pro avec trois NTC utilisés comme ligands de formes géométriques distinctes. Les structures des récepteurs ont été optimisées davantage afin d’estimer les facteurs idéaux qui satisfont les diverses cibles prédéfinies.

Une fois les récepteurs minimisés et les ligands optimisés, les structures tridimensionnelles des protéines générées ont été ajoutées à la plateforme DOC. L’équipe a également réalisé un couplage moléculaire à l’aide d’un ligand dans un protocole permettant au ligand d’être flexible. Le complexe ligand-récepteur a été évalué par visualisation et analyse ultérieure. Les paramètres employés dans cette étude ont permis de récupérer efficacement les structures et les interactions incidentes d’un complexe ligand-récepteur connu.

Lire aussi :  Une étude examine le lien entre le bien-être des adolescents et leurs résultats aux examens.

Après le processus DOC, l’équipe a utilisé les configurations comme conformations initiales dans les simulations du processus MD pour prédire les positions du site actif de la macromolécule ainsi que la stabilité du complexe récepteur-ligand en utilisant la méthode de la maille de particules d’Ewald (PME). Les résultats des MD ont été utilisés pour estimer les écarts quadratiques moyens (RMSD), la fluctuation quadratique moyenne (RMSF), les liaisons hydrogène (HB), le rayon de giration (Rg) et la surface solvant accessible (SASA).

Résultats

Les résultats de l’étude ont montré que les énergies d’affinité (AE) observées dans les interactions récepteur-ligand indiquent la génération d’un composé favorable. L’équipe a noté que la valeur d’AE la plus faible a été trouvée pour la S-pro, suivie par la M-pro et la E-pro. Le mode d’interactions estimé par les résultats du DOC pour les composés sélectionnés était similaire à ceux trouvés parmi les structures cristallographiques des sites de liaison E-pro.

L’équipe a également trouvé des structures de NTC avec différentes formes géométriques, dont sept interactions pour le armchair, sept pour le chiral, et cinq pour le zigzag. En outre, la DOC entre le S-pro et les CNT présentait la valeur d’EA la plus élevée. Les résultats ont également mis en évidence la persistance des liaisons π-alkyle impliquant PRO225, TYR248, PHE250, PRO3663, ARG251 et VAL577, qui se sont ensuite fermées après avoir été liées aux NTC. L’équipe a également observé que les liaisons π – σ présentaient la plus forte force de liaison.

Lire aussi :  L'effet de l'exposition au cannabis sur l'ensemble du méthylome de l'ADN du sperme chez le rat

La RMSD des récepteurs du SRAS-CoV-2 s’est accumulée aux premiers stades de la simulation MD, car l’interaction de la protéine avec l’inhibiteur a réduit la flexibilité de la protéine. De plus, une réduction de la flexibilité a été notée dans la région de liaison au substrat, ce qui suggère l’influence des interactions avec l’inhibiteur principalement parmi les simulations comprenant des résidus dans les sites de liaison des NTC en fauteuil et en zigzag.

Les complexes de NTC et de S-pro ont montré une stabilité robuste dans les étapes initiales de la simulation ainsi qu’une croissance potentielle pour les NTC en fauteuil et chiraux. Cette stabilité était également cohérente dans les étapes finales de la simulation, avec une RMSD allant de 2,0 à 2,5 Ǻ tout au long de la simulation. On a également constaté que les ligands se stabilisent rapidement et suivent les fluctuations que subissent les protéines.

Pendant le MD, l’équipe a analysé les fluctuations RMSF des résidus du site de liaison pour estimer l’effet des ligands sur les résidus du site actif des protéines. En outre, le RMSF a suggéré que les fluctuations stochastiques des macrostructures facilitaient l’entrée des NTC dans les sites actifs des macrostructures.

Conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que le nanotube zigzag interagissait efficacement avec les M-pro, E-pro et S-pro du SRAS-CoV-2. De plus, le couplage moléculaire a montré que les résidus du site actif de S-pro interagissaient principalement avec les nanotubes chiraux, zigzag et armchair. Les chercheurs pensent que les résultats de la présente étude pourraient contribuer au développement de matériaux inhibiteurs contre la transmission du SRAS-CoV-2.

*Avis important

Research Square publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et qui, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, ni guider la pratique clinique/le comportement en matière de santé, ni être traités comme des informations établies.

Article précédentMini-protéine conçue de novo contre le SARS-CoV-2
Article suivantL’effet de la percée d’Omicron sur l’ampleur et la portée de l’activité neutralisante sérique et des cellules B mémoire chez les vaccinés BNT162b2
Apasionado del running, vegano a los 25 años y comercial de la ropa, me incorporé al equipo de redacción de AltaVision.news en noviembre de 2021