In Silico Comparative Analysis of the Functional, Structural, and Evolutionary Properties of SARS-CoV-2 Variant Spike Proteins
Notice bibliographique
Résumé
Background A recent global outbreak of COVID-19 caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) created a pandemic and emerged as a potential threat to humanity. The analysis of virus genetic composition has revealed that the spike protein, one of the major structural proteins, facilitates the entry of the virus to host cells. Objective The spike protein has become the main target for prophylactics and therapeutics studies. Here, we compared the spike proteins of SARS-CoV-2 variants using bioinformatics tools. Methods The spike protein sequences of wild-type SARS-CoV-2 and its 6 variants—D614G, alpha (B.1.1.7), beta (B.1.351), delta (B.1.617.2), gamma (P.1), and omicron (B.1.1.529)—were retrieved from the NCBI database. The ClustalX program was used to sequence multiple alignment and perform mutational analysis. Several online bioinformatics tools were used to predict the physiological, immunological, and structural features of the spike proteins of SARS-CoV-2 variants. A phylogenetic tree was constructed using CLC software. Statistical analysis of the data was done using jamovi 2 software. Results Multiple sequence analysis revealed that the P681R mutation in the delta variant, which changed an amino acid from histidine (H) to arginine (R), made the protein more alkaline due to arginine’s high pKa value (12.5) compared to histidine’s (6.0). Physicochemical properties revealed the relatively higher isoelectric point (7.34) and aliphatic index (84.65) of the delta variant compared to other variants. Statistical analysis of the isoelectric point, antigenicity, and immunogenicity of all the variants revealed significant correlation, with P values ranging from <.007 to .04. The generation of a 2D gel map showed the separation of the delta spike protein from a grouping of the other variants. The phylogenetic tree of the spike proteins showed that the delta variant was close to and a mix of the Rousettus bat coronavirus and MERS-CoV. Conclusions The comparative analysis of SARS-CoV-2 variants revealed that the delta variant is more aliphatic in nature, which provides more stability to it and subsequently influences virus behavior.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».