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Enregistrement W4280520268 · doi:10.3390/v14051029

Understanding the Driving Forces That Trigger Mutations in SARS-CoV-2: Mutational Energetics and the Role of Arginine Blockers in COVID-19 Therapy

2022· article· en· W4280520268 sur OpenAlexaff
Harry Ridgway, Christos T. Chasapis, Konstantinos Kelaidonis, Irene Ligielli, Graham J. Moore, Laura Kate Gadanec, Anthony Zulli, Vasso Apostolopoulos, Thomas Mavromoustakos, John Matsoukas

Notice bibliographique

RevueViruses · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSARS-CoV-2 and COVID-19 Research
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCoronavirus disease 2019 (COVID-19)EnergeticsSevere acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2)2019-20 coronavirus outbreakSars virusArginineVirologyMutationMedicineBiologyGeneticsInfectious disease (medical specialty)DiseaseGeneInternal medicineEcologyAmino acidOutbreak

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

SARS-CoV-2 is a global challenge due to its ability to mutate into variants that spread more rapidly than the wild-type virus. Because the molecular biology of this virus has been studied in such great detail, it represents an archetypal paradigm for research into new antiviral drug therapies. The rapid evolution of SARS-CoV-2 in the human population is driven, in part, by mutations in the receptor-binding domain (RBD) of the spike (S-) protein, some of which enable tighter binding to angiotensin-converting enzyme (ACE2). More stable RBD-ACE2 association is coupled with accelerated hydrolysis of furin and 3CLpro cleavage sites that augment infection. Non-RBD and non-interfacial mutations assist the S-protein in adopting thermodynamically favorable conformations for stronger binding. The driving forces of key mutations for Alpha, Beta, Gamma, Delta, Kappa, Lambda and Omicron variants, which stabilize the RBD-ACE2 complex, are investigated by free-energy computational approaches, as well as equilibrium and steered molecular dynamic simulations. Considered also are the structural hydropathy traits of the residues in the interface between SARS-CoV-2 RBD and ACE2 protein. Salt bridges and π-π interactions are critical forces that create stronger complexes between the RBD and ACE2. The trend of mutations is the replacement of non-polar hydrophobic interactions with polar hydrophilic interactions, which enhance binding of RBD with ACE2. However, this is not always the case, as conformational landscapes also contribute to a stronger binding. Arginine, the most polar and hydrophilic among the natural amino acids, is the most aggressive mutant amino acid for stronger binding. Arginine blockers, such as traditional sartans that bear anionic tetrazoles and carboxylates, may be ideal candidate drugs for retarding viral infection by weakening S-protein RBD binding to ACE2 and discouraging hydrolysis of cleavage sites. Based on our computational results it is suggested that a new generation of "supersartans", called "bisartans", bearing two anionic biphenyl-tetrazole pharmacophores, are superior to carboxylates in terms of their interactions with viral targets, suggesting their potential as drugs in the treatment of COVID-19. In Brief: This in silico study reviews our understanding of molecular driving forces that trigger mutations in the SARS-CoV-2 virus. It also reports further studies on a new class of "supersartans" referred to herein as "bisartans", bearing two anionic biphenyltetrazole moieties that show potential in models for blocking critical amino acids of mutants, such as arginine, in the Delta variant. Bisartans may also act at other targets essential for viral infection and replication (i.e., ACE2, furin cleavage site and 3CLpro), rendering them potential new drugs for additional experimentation and translation to human clinical trials.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,734
Score d'incertitude au seuil0,299

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,130
Tête enseignante GPT0,374
Écart entre enseignants0,244 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations36
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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