The effect of cysteine oxidation on conformational changes of SARS-CoV-2 spike protein using atomistic simulations
Notice bibliographique
Résumé
The SARS-CoV-2 Spike (S) protein plays a central role in viral entry into host cells, making it a key target for therapeutic interventions. Oxidative stress, often triggered during viral infections, can cause oxidation of cysteine in this protein. Here we investigate the impact of cysteine oxidation, specifically the formation of cysteic acid, on the conformational dynamics of the SARS-CoV-2 S protein using atomistic simulations. In particular, we examine how cysteine oxidation influences the transitions of the S protein’s receptor-binding domain (RBD) between “down” (inaccessible) and “up” (accessible) states, which are critical for host cell receptor engagement. Using solvent-accessible surface area (SASA) analysis, we identify key cysteine residues susceptible to oxidation. The results of targeted molecular dynamics (TMD) and umbrella sampling (US) simulations reveal that oxidation reduces the energy barrier for RBD transitions by approximately 30 kJ mol−1, facilitating conformational changes and potentially enhancing viral infectivity. Furthermore, we analyze the interactions between oxidized cysteine residues and glycans, as well as alterations in hydrogen bonds and salt bridges. Our results show that oxidation disrupts normal RBD dynamics, influencing the energy landscape of conformational transitions. Our work provides novel insights into the role of cysteine oxidation in modulating the structural dynamics of the SARS-CoV-2 S protein, highlighting potential targets for antiviral strategies aimed at reducing oxidative stress or modifying post-translational changes. These findings contribute to a deeper understanding of viral infectivity and pathogenesis under oxidative conditions.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
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.
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 ».