Distant sequence similarity between hepcidin and the novel coronavirus spike glycoprotein: a potential hint at the possibility of local iron dysregulation in COVID-19
引起COVID-19的SARS-CoV-2病毒的刺突糖蛋白因其疫苗潜力和与宿主细胞表面受体的结合能力而引起关注。许多研究的焦点集中在刺突蛋白的胞外域。胞外域锚定至跨膜区，随后是胞质尾区。在这里，我们报告了冠状病毒刺突蛋白的富含半胱氨酸的胞质尾区与人类和其他脊椎动物中发现的铁调素蛋白之间的远距离序列相似性。铁调素被认为是人类铁代谢的关键调节剂。这一初步观察结果的意义是，利用已经建立的关于局部和全身铁调节、马槟榔碱介导的炎症过程、呼吸道感染和铁调素蛋白相互作用的文献，提出了冠状病毒研究领域的潜在研究途径。可能的同源性和病毒刺突蛋白和hepcidin之间的进化联系的问题，在本报告中没有评估，但它的研究的一些情况进行了讨论。
2020-07-01 q-bio.BM q-bio.GN q-bio.PE
Spike conformation transition in SARS-CoV-2 infection
提出了SARS-CoV-2刺突蛋白（S）构象转变的理论。从第一性原理出发，研究了刺突蛋白受体结合域（RBD）的开放（上）和闭合（下）构象之间的构象平衡。从S蛋白构象转变的自由能变化推导出S蛋白的构象态布居。我们证明了自由能包括两部分，一部分来自构象势的多重极小值，另一部分来自结构弹性的变化。这两个因子都依赖于氨基酸突变。前者与RBD受体结合基序（RBM）亚结构域突变导致RBD与ACE 2亲和力的改变有关。后者是由S蛋白弹性能的变化引起的。当亲和力显著增加和/或弹性能显著降低时，平衡偏向开放构象。只有这样，病毒感染过程才能继续。根据RBD界面上5-9个位点的氨基酸突变预测了可能的新的SARS-CoV-2变异体。定量估算了构象转变所需的弹性能变化。考虑到弹性结构的变化，更多的病毒变体是可能的。D 614 G突变、K986 P突变和新变异株501 Y都可以从该理论得到解释。从构象平衡的角度比较了SARS-CoV-2和SARS-CoV-1的感染性。用该理论解释了低温高湿条件下病毒优先进入的原因。并简要讨论了电磁场对构象转变的影响。
2021-01-29 q-bio.BM q-bio.CB
Decoding asymptomatic COVID-19 infection and transmission
2019冠状病毒病（COVID-19）是一种持续破坏公共卫生和世界经济的疾病。控制COVID-19疫情的主要挑战之一是其无症状感染和传播，这在大多数情况下是难以捉摸和毫无防备的。无症状COVID-19的致病性和毒力仍然是个谜。基于对20656株严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）基因组分离株的基因分型，我们发现无症状感染与SARS-CoV-2 11083 G>T突变有关，即，在非结构蛋白6（NSP 6）的残基37（L37 F）处亮氨酸（L）被苯丙氨酸（F）取代。通过分析11083 G>T在各国的分布情况，揭示11083 G>T可能与SARS-CoV-2的低毒性有关。此外，我们显示了11083 G>T突变比例的整体衰减趋势，表明11083 G>T阻碍了SARS-CoV-2的传播能力。序列比对发现，NSP 6和残基37附近在一些冠状病毒物种中相对保守，表明它们在调节宿主细胞自噬以破坏针对病毒感染的先天细胞防御中的重要性。使用机器学习和拓扑数据分析，我们证明突变L37 F使NSP 6在能量上不太稳定。刚性和柔性指数和几个网络模型表明，突变L37 F可能损害了NSP 6功能，导致相对较弱的SARS-CoV亚型。这一评估与我们过去几个月对SARS-CoV-2在不同国家和地区的演变和传播的基因分型结果非常一致。
2020-07-02 q-bio.BM q-bio.PE
Virtual Screening of Plant Metabolites against Main protease, RNA-dependent RNA polymerase and Spike protein of SARS-CoV-2: Therapeutics option of COVID-19
COVID-19是由SARS-CoV-2引起的严重呼吸系统并发症，已成为人类医疗保健系统的全球威胁之一。本研究通过药物再利用的方法，采用分子对接技术，对植物源性117种药物进行了药物表面分析，并对药物表面结构进行了初步研究。分子相互作用研究表明，利福平（-16.3 kcal/mol）是MPP的最高抑制剂，其中偶氮苯甲酮被发现是最有效的植物治疗剂，用于阻断SARS-CoV-2的RdRp（-15.9 kcal /mol）和S（-14.4 kcal/mol）蛋白。通过对所有对接结果的比较分析，发现偶氮苯查尔酮、利福平、异甘草酮、粉防己碱和防己诺林碱是最有潜力的针对SARS冠状病毒关键蛋白的抑制性植物化合物。然而，氨基酸位置; MPP的H41、C145和M165对药物表面相互作用起关键作用，而F368、L371、L372、A375、W509、L514、Y515对RdRP起关键作用。此外，S蛋白的药物相互作用表面也显示出与其所有最大抑制剂相似的模式。ADME分析还加强了筛选的植物治疗剂作为具有最高药物友好性的抗SARS-C的有效候选药物的可能性。
2020-05-22 q-bio.BM q-bio.GN
Protein Geometry, Function and Mutation
这份数学家调查总结了作者在蛋白质几何结构和蛋白质功能方面的几项工作，并将其应用于病毒糖蛋白，特别是SARS-CoV-2病毒的刺突糖蛋白。背景生物学和生物物理学概述。这一系列工作最终得出了一个假设，即蛋白质二级结构调节突变，骨架氢键在关键区域形成以避免突变，并从其他区域消失以使其发生突变。
2022-08-18 math.GT q-bio.BM
Quantitative Interpretations of Energetic Features and Key Residues at SARS Coronavirus Spike Receptor-Binding Domain and ACE2 Receptor Interface
2019冠状病毒病（COVID-19）的广泛传播已宣布全球卫生紧急情况。作为抗体和药物开发的重要靶点之一，Spike RBD-ACE 2界面受到了广泛的关注。在这里，使用分子动力学模拟，我们明确评估了结合的能量特征的RBD-ACE 2复合物的SARS-CoV和SARS-CoV-2找到关键的残基。尽管SARS-CoV-2 RBD与SARS-CoV RBD的ACE 2结合模式几乎完全相同，但两者的结合亲和力差异高达-16.35 kcal/mol。能量分解分析确定了SARS-CoV-2 RBD中的3个结合斑和11个关键残基（Phe 486、Tyr 505、Asn 501、Tyr 489、Gln 493、Leu 455等），这些残基被认为是药物开发的主要靶点。主要的作用力来自范德华力和这些残留物的脱水。值得一提的是，我们在SARS-CoV-2上发现了7个突变位点（Lys 417，Leu 455，Ala 475，Gly 476，Glu 484，Gln 498和Val 503），这些突变位点意外地削弱了RBD-ACE 2的结合。非常有趣的是，发现RBD-ACE 2界面上最排斥的残基（E484）在最新的UK变体B1.1.7中发生突变，导致完全的病毒中和从高度中和的COVID-19恢复期血浆中逃逸。我们目前的研究结果表明，至少从能量的角度来看，这样的E484突变可能对ACE 2结合有有益的影响。本…
2021-03-11 q-bio.BM
Exploring the Regulatory Function of the N-terminal Domain of SARS-CoV-2 Spike Protein Through Molecular Dynamics Simulation
SARS-CoV-2是导致COVID-19大流行的原因。早期病毒感染由SARS-CoV-2同源三聚体刺突蛋白介导，其受体结合结构域（RBD）处于受体可接近状态。我们对S蛋白进行了分子动力学模拟，重点关注其N末端结构域（NTD）的功能。我们的研究表明，NTD作为一个“楔子”，并在S蛋白的构象变化中起着至关重要的调节作用。完整的RBD结构转换仅在相邻的NTD（通常阻止RBD的运动，如楔形物）分离并摆动离开时才被允许。基于这个NTD“楔形”模型，我们认为NTD-RBD界面应该是一个潜在的药物靶点。
2021-01-06 q-bio.BM
Evaluating COVID-19 Sequence Data Using Nearest-Neighbors Based Network Model
Georgia State University（佐治亚州立大学）
SARS-CoV-2冠状病毒是导致人类COVID-19疾病的原因。像许多冠状病毒一样，它可以适应不同的宿主，进化成不同的谱系。众所周知，SARS-CoV-2主要谱系的特征在于主要发生在刺突蛋白中的突变。了解刺突蛋白的结构以及它是如何被干扰的，对于理解和确定一个谱系是否值得关注至关重要。这些对于识别和控制当前疫情以及预防未来大流行至关重要。考虑到大量可用的测序数据，其中大部分是未比对的，甚至是未组装的，机器学习（ML）方法是这一努力的可行解决方案。然而，这样的ML方法需要欧几里得空间中的固定长度的数值特征向量才是适用的。类似地，在处理生物序列的分类和聚类任务时，欧几里得空间也不被认为是最佳选择。为此，我们设计了一种方法，将蛋白质（穗）序列转化为序列相似性网络（SSN）。然后，我们可以使用SSN作为图挖掘领域的经典算法的输入，用于分类和聚类等典型任务，以理解数据。我们表明，所提出的无障碍方法是能够优于目前的SOTA方法的聚类结果。同样，与其他基线嵌入方法相比，我们能够使用众所周知的基于Node 2 Vec的嵌入实现更高的分类准确性。
2022-11-22 cs.LG q-bio.BM
Review of COVID-19 Antibody Therapies
在2019冠状病毒病（COVID-19）引发的全球卫生紧急情况下，迫切需要有效和特异性的治疗方法。与传统的小分子药物相比，抗体疗法相对容易开发，并且在针对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）方面与疫苗一样具有特异性，因此在过去几个月备受关注。本文综述了蛋白质数据库中7种SARS-CoV-2刺突蛋白的三维结构抗体。评价了与SARS-CoV相关的五种抗体结构在中和SARS-CoV-2中的潜力。这些抗体与S蛋白受体结合结构域（RBD）的相互作用进行了比较与血管紧张素转换酶2（ACE 2）和RBD复合物。由于实验结合亲和力差异的数量级，我们引入拓扑数据分析（TDA），各种网络模型和深度学习来分析上述14种抗体-抗原复合物的结合强度和治疗潜力。还对目前的COVID-19抗体临床试验（不限于S蛋白靶点）进行了综述。
2020-06-18 q-bio.BM
Nanomechanical sonification of the 2019-nCoV coronavirus spike protein through a materiomusical approach
蛋白质是几乎所有生命的关键组成部分，为蜘蛛丝、细胞和毛发提供物质基础，但也提供从酶到药物和病毒等病原体的其他功能。基于对原子和分子在多个尺度上的结构和运动的纳米力学分析，我们报告了COVID-19病原体2019-nCoV的冠状病毒刺突蛋白的超声版本。音频信号，使用一种新的纳米机械声化方法创建，具有蛋白质的初级，二级和高级结构的振动特征的叠加。该方法以两种版本呈现音乐编码-一种是氨基酸音阶，另一种是基于平等的音律调整-该方法允许在可听空间中表达蛋白质结构，提供了跨长度和时间尺度表示，分析和设计建筑特征的新途径。我们进一步报告了五种不同蛋白质结构的分层频谱分析，这些结构提供了对基因突变以及病毒刺突蛋白与人类ACE 2细胞受体的结合如何直接影响音频的见解。该方法的应用可能包括通过设计与刺突蛋白中的结合位点相匹配的蛋白质序列来开发从头抗体。物质的听觉编码的其他应用包括通过操纵声音进行材料设计，检测突变，并提供一种方法来接触更广泛的社区来解释蛋白质的物理学。它还形成了一种基于物理的构图技术来创造新的艺术，称为物质音乐，这类似于为画家寻找新的调色板。在这里，物质的纳米机械结构反映在振荡框架中，为声音生成提供了新的调色板，并可以补充或支持人类的创造力。
2020-03-30 physics.bio-ph physics.pop-ph q-bio.BM
Searching inhibitors for three important proteins of COVID-19 through molecular docking studies
缺乏应对COVID-19的推荐药物或疫苗是此次大流行的主要问题。针对类似健康问题批准的药物、临床试验中的药物以及药用植物提取物中的分子进行随机调查，以应对COVID-19感染。分子对接是实时搜索治疗有效药物/分子的最佳方法之一，有望应用于COVID-19。在这次交流中，18个配体与SARS-CoV-2的三个治疗靶蛋白进行了分子对接研究，即，RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）、血管紧张素转换酶2（ACE 2）和刺突糖蛋白（SGp）。所获得的结果表明，与药物扑热息痛和羟氯喹相比，植物化学物质显示出更好的dock评分。结合码头评分和药用特性，我们认为可以进一步探索基于萜类化合物的植物化学物质柠檬苦素和东莨菪碱酸B用于对抗COVID-19的潜在用途。
2020-07-29 q-bio.BM q-bio.QM
In silico ADMET and molecular docking study on searching potential inhibitors from limonoids and triterpenoids for COVID-19
通过分子对接、模拟、计算机模拟ADMET和药物相似性预测对植物化学物质进行虚拟筛选，以鉴定可以抑制SARS-CoV-2作用的潜在命中物。考虑到已发表的关于药用重要性的文献，从柠檬苦素和三萜类化合物中选择了总共154种具有类似结构的植物化学物质来寻找SARS-CoV-2的五个治疗蛋白靶点的潜在抑制剂，即，3CLpro（主要蛋白酶）、PLpro（木瓜蛋白酶样蛋白酶）、SGP-RBD（刺突糖蛋白-受体结合结构域）、RdRp（RNA依赖性RNA聚合酶）和ACE 2（血管紧张素转化酶2）。计算机模拟结果显示，植物化学物质如甘草酸、柠檬苦素、7-去乙酰基-7-苯甲酰基gedunin、山楂酸、科罗索酸、obacunone和熊果酸对SARS-CoV-2的靶蛋白有较好的抗病毒作用。蛋白质与配体相互作用研究表明，这些植物化学物质与靶蛋白活性位点的氨基酸残基结合。因此，这些潜在命中的核心结构可用于进一步的先导优化，以设计针对SARS-CoV-2的药物。此外，含有这些植物化学物质的药用植物，如甘草、印楝、塔尔西、柑橘和橄榄，可用于在传统药物中配制合适的治疗方法。
2020-07-21 q-bio.BM
Designing a Prospective COVID-19 Therapeutic with Reinforcement Learning
InstaDeep；BioNTech（拜恩泰科）
SARS-CoV-2大流行引发了一场全球性的治愈竞赛。一种方法集中于设计一种新的人类血管紧张素转换酶2（ACE 2）变体，该变体与SARS-CoV-2刺突蛋白结合更紧密，并将其从人类细胞中转移出来。在这里，我们制定了一个新的蛋白质设计框架作为一个强化学习问题。我们通过快速，生物学基础的奖励函数和顺序动作空间公式的结合，有效地生成新的设计。与标准方法相比，使用策略约束可以将实现一致的高质量设计所需的计算预算减少至少一个数量级。通过分子动力学模拟验证了该方法设计的复合物，证实了其增加的稳定性。这表明，将领先的蛋白质设计方法与现代深度强化学习相结合，是发现新冠肺炎治愈方法的可行途径，并可能加速其他疾病基于肽的治疗方法的设计。
2020-12-03 cs.LG q-bio.BM
Viroinformatics-based investigation of SARS-CoV-2 core proteins for potential therapeutic targets
由于SARS-CoV-2（严重急性呼吸道综合征冠状病毒2）是一种新型病毒，目前还没有已知的有效抗病毒药物能够减缓其进展。为了加速潜在候选药物的发现，基于计算机药物发现的生物信息学可以作为一个非常强大的工具来应用。在本研究中，通过文献调查，选择了超过60种已上市的抗病毒药物。这些可用于治疗COVID-19的临床试验。在这项研究中，这些候选药物是根据它们与SARS-CoV-2的刺突蛋白和RdRp（RNA依赖性RNA聚合酶）相互作用的潜力进行排名的。此外，还解释了它们的作用机制以及病毒感染如何利用血红蛋白降低血液中的氧气水平。此外，进行刺突蛋白与来自正冠状病毒亚科的不同病毒的75个序列的多重序列比对。这提供了对可以使用药物或抗体治疗靶向的进化上保守的结构域的深入了解。这项多维度的研究为了解SARS-CoV-2刺突蛋白上最有效的药物靶向位点开辟了新的一层。
2020-09-27 q-bio.BM
Analyzing Machupo virus-receptor binding by molecular dynamics simulations
在许多生物学应用中，我们希望能够通过计算预测突变对蛋白质相互作用亲和力的影响。然而，许多常用的方法来预测这些影响在重要的测试用例中表现不佳。特别是，多个突变，非丙氨酸取代，和灵活的环的影响是很难预测与可用的工具和协议。我们在这里提出了一个现有的方法，以一种新的方式应用到一个新的测试用例，我们询问亲和性差异导致突变的宿主病毒蛋白质-蛋白质界面。我们使用转向分子动力学（SMD）计算拉马丘波病毒（MACV）刺突糖蛋白（GP 1）远离人转铁蛋白受体（hTfR 1）。然后，我们使用最大分离力和力-距离曲线下的面积来近似亲和力。我们发现，即使没有自由能计算所需的严格性和规划，这些数量可以提供新的生物物理的GP 1/hTfR 1相互作用的见解。首先，在没有系统的先验知识的情况下，我们可以区分野生型和突变型复合物。此外，我们表明，这个简单的SMD计划相关以及通过自由能微扰计算的相对自由能差。其次，虽然静态共晶结构显示在GP 1/hTfR 1接口两个大的氢键网络，我们的模拟表明，其中之一可能是不重要的紧密结合。第三，一个已知对感染至关重要的病毒位点可能标志着抗感染hTfR 1突变体的重要进化抑制位点。最后，我们的方法提供了一个框架来比较多个突变，单独和联合，对蛋白质相互作用的影响。
2014-01-14 q-bio.BM
Analysis of Coronavirus Envelope Protein with Cellular Automata (CA) Model
National Institute of Technology Calicut（国家理工学院卡利卡特分校）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院克勒格布尔分校）
与SARS Covid（2003 CoV）和MERS Covid（2012 MERS）相比，SARS Covid（2019 CoV-2）的传播性显著更高的原因可归因于结构蛋白中报告的突变，以及非结构蛋白（nsps）和辅助蛋白（ORF）在病毒复制，组装和脱落中发挥的作用。包膜蛋白E是四种长度最短的结构蛋白之一。近年来的研究证实，包膜蛋白在病毒的生命周期中起着关键作用，包括从感染细胞中输出的病毒粒子的组装，以供其传播。然而，高度复杂的病毒-宿主相互作用的包膜蛋白，特别是与宿主高尔基复合体的决定因素，还没有得到充分的表征。长度为75和76个氨基酸的CoV-2和CoV包膜蛋白在四个氨基酸位置上不同。位置70处的额外的氨基酸Gly（G）使CoV长度为76。CoV第69-70位的氨基酸对EG取代了CoV-2第69位的氨基酸R，已被确定为当前研究中的主要决定因素。本文主要研究了CoV-2野生型和突变型与CoV野生型和突变型在蛋白质链对重要功能区域的结构/功能比较的计算模型设计。我们假设CoV-2和CoV的CAML模型参数的差异表征了病毒与宿主高尔基复合体相互作用的包膜蛋白在结构和功能上的差异，这种差异反映在它们的传递性上。该假设已从对以下各项的单点突变研究中得到验证：（i）与镰状细胞性贫血相关的人HBB β-珠蛋白血红蛋白，（ii）最近出版物中报告的Covid-2感染患者的包膜蛋白突变体。
2022-01-15 cs.LG q-bio.BM
Modelling and docking of Indian SARS-CoV-2 spike protein 1 with ACE2: implications for co-morbidity and therapeutic intervention
目前，印度是糖尿病（DM）、高血压（HT）和心血管疾病（CVD）等非传染性疾病负担最重的国家之一，因此是SARS-CoV-2/COVID-19大流行的脆弱目标。血管紧张素转换酶2（ACE 2）参与SARS-CoV-2感染易感性和发病机制是目前积极追求的研究领域。DM、HT和CVD患者对感染的易感性增加以及这些环境中较高水平的循环ACE 2，提出了一种情况，即与可溶性ACE 2的相互作用可能导致播散性病毒-受体复合物，从而增强病毒的获得和发病机制。因此，了解SARS-CoV-2受体结合结构域-ACE 2相互作用，无论是膜结合还是在无细胞背景下，都可能有助于阐明合并症在感染易感性增加和发病机制中的作用。阿奇霉素和羟氯喹（HCQ）都显示出减轻感染个体病毒携带的疗效。此外，这些化合物中的每一种都产生活性代谢物，其反过来也可以调节病毒-受体相互作用，从而影响临床结果。在这项研究中，我们模拟的结构相互作用的S1全长和可溶性ACE 2。此外，治疗药物及其活性代谢产物与可溶性ACE 2蛋白对接。我们的研究结果表明，S1从任何一个报告的印度序列可以结合全长和可溶性ACE 2，虽然有不同的亲和力，可以归因于一个报告的RBD中的取代。此外，阿奇霉素和HCQ与其活性代谢产物一起可在一定程度上变构影响S1与ACE 2的结合。
2020-04-14 q-bio.BM
Coagulapathies after vaccination against SARS-CoV-2 may be derived from a combination effect of SARS-CoV-2 spike protein and adenovirus vector-triggered signaling pathways
新型冠状病毒SARS-CoV-2导致全球大流行，全球感染率为6位数，每天死亡人数数千人。为实现免疫接种的高覆盖率，以达到群体免疫，阻止SARS-CoV-2感染的传播，进行了大量的努力。基于mRNA、病毒载体或灭活SARS-CoV-2病毒的几种SARS-CoV-2疫苗已被批准并在世界范围内应用。然而，最近已经报道了与血小板减少症相关的通常非常罕见类型的血栓形成的数量增加，特别是在来自Astra Zeneca的腺病毒载体疫苗ChAdOx 1 nCoV-19的背景下。虽然这些副作用的统计学患病率似乎与这种特定的疫苗类型（即基于腺病毒载体的疫苗）相关，但确切的分子机制仍不清楚。本综述总结了目前的数据和假设的分子和细胞机制为一个综合的假设，表明凝血病，包括血栓形成，血小板减少症和其他相关的副作用是相关的相互作用的两个组成部分的疫苗，即刺突抗原和腺病毒载体，与先天和免疫系统，在某些情况下可以模仿有限的COVID-19病理图片的图片。
2021-08-31 q-bio.BM q-bio.CB q-bio.MN
In silico comparison of spike protein-ACE2 binding affinities across species; significance for the possible origin of the SARS-CoV-2 virus
由SARS冠状病毒2型（SARS CoV 2）引起的COVID-19大流行的破坏性影响提出了有关病毒起源，人畜共患病转移到人类的机制，伴侣或商业动物是否可以作为感染的宿主，以及为什么动物物种之间SARS-CoV-2的易感性存在很大差异的重要问题。强大的计算机模拟方法可以快速生成有关新出现的病原体的信息，以帮助制定对策并预测未来的行为。在这里，我们报告了一个在电脑结构同源性建模，蛋白质-蛋白质对接，分子动力学模拟研究的关键感染启动之间的相互作用的刺突蛋白的SARS冠状病毒2和它的目标，血管紧张素转换酶2（ACE 2）从多个物种。人ACE 2具有最强的结合相互作用，显著大于任何提出作为病毒来源的物种。与穿山甲ACE 2的结合是第二强的，可能是由于SARS-CoV-2刺突受体结合结构域（RBD）与穿山甲CoV刺突RDB相同。除了蛇、穿山甲和蝙蝠的容许性尚未测试之外，亲和力范围上半部分的所有物种（人、猴、仓鼠、狗、雪貂）都显示出至少中度容许SARS-CoV-2感染，支持结合亲和力与容许性之间的相关性。我们的数据表明，SARS-CoV-2的最早分离株令人惊讶地很好地适应人类ACE 2，这可能解释了其快速传播。
2020-11-21 q-bio.BM q-bio.PE q-bio.QM
A comparative analysis for SARS-CoV-2
COVID-19对世界产生了巨大影响。至关重要的是，生物实验和临床设计是通过计算方法来获得时间和成本效益的解决方案。比较分析尤其可以在揭示突变引起的蛋白质结构变化方面发挥关键作用，这些结构变化可能导致行为变化，例如SARS-CoV-2表面糖蛋白与人类ACE 2受体的结合增加。本报告的目的是为生物学家和其他人提供一个易于遵循的教程，而无需深入研究不同的生物信息学工具。然后可以使用更复杂的分析，例如使用大规模计算方法。从SARS-CoV-2基因组序列开始，该报告显示了可视化的DNA序列特征，推导出氨基酸序列，并比对不同的基因组以分析突变和差异。该报告通过整合现有的3D蛋白模型，提供了进一步的见解，以了解SARS-CoV-2表面糖蛋白如何突变，与SARS-CoV蛋白相比，对人类ACE 2受体具有更高的结合亲和力。
2020-04-08 q-bio.BM q-bio.GN
The SARS-CoV-2 Spike Protein is vulnerable to moderate electric fields
大多数正在进行的旨在开发针对COVID-19的特异性疗法和疫苗的项目都使用SARS-CoV-2刺突（S）蛋白作为主要靶标[1-3]。刺突蛋白与宿主细胞的ACE 2受体（ACE 2）的结合构成了病毒进入的第一步和关键步骤。在这个过程中，S蛋白的受体结合结构域（RBD）起着至关重要的作用，因为它含有受体结合基序（RBM），负责与受体对接。到目前为止，大多数生物化学方法正在进行测试，以防止病毒与ACE 2结合[4]。在这里，我们表明，与原子模拟的帮助下，容易实现和中等强度的外部电场可以显着地破坏S蛋白的稳定性，诱导持久的结构损伤。一个显著的场诱导构象变化发生在RBD的识别环L3水平，其中两个平行的β折叠（被认为是对ACE 2具有高亲和力的原因[5]）发生变化，形成非结构化卷曲，几乎不可能与ACE 2受体结合（图1a）。值得注意的是，虽然S的结构灵活性允许病毒提高其进入细胞的概率，但这也是S在施加强度至少比破坏大多数蛋白质所需的强度小两个数量级的电场时令人惊讶的脆弱性的起源。我们的研究结果表明，存在一种清洁的物理方法来削弱SARS-CoV-2病毒，而无需进一步的生化处理。此外，该效应可用于预防感染的目的，也可用于开发S的体外结构操纵技术。由于该方法在很大程度上是非特异性的，因此它可以适用于S中的突变、SARS-CoV-2的其他蛋白以及一般而言其他病毒类型的膜蛋白。
2021-03-23 physics.bio-ph q-bio.BM
Evaluation of Peppermint Leaf Flavonoids as SARS-CoV-2 Spike Receptor-Binding Domain Attachment Inhibitors to the Human ACE2 Receptor: A Molecular Docking Study
Institute of Physics, University of Brasília（巴西利亚大学物理研究所）；Department of Electrical Engineering, University of Brasília（巴西利亚大学电气工程系）
本研究通过分子对接筛选薄荷叶中16种黄酮类化合物，评估其抑制SARS-CoV-2刺突RBD与人ACE2结合的潜力，明确了各黄酮的结合亲和力与作用机制，为抗新冠感染药物研发提供参考。
2021-09-22 physics.bio-ph q-bio.BM
Monte Carlo sampling of flexible protein structures: an application to the SARS-CoV-2 omicron variant
蛋白质在执行其功能时可以表现出动态的结构灵活性，特别是在与其他分子相互作用的结合区域。对于促进COVID-19感染的关键SARS-CoV-2刺突蛋白，研究先前已经确定了几个具有治疗重要性的高度灵活区域。然而，从蛋白质数据库中获得的蛋白质结构被呈现为静态快照，其可能不足以描述这种灵活性，而且这些不能跟上新的突变和变体。本文根据能量函数的玻尔兹曼分布，提出了一种对蛋白质三维构象空间进行宽采样的序贯蒙特卡罗方法。我们的方法是不同于以往的采样方法，专注于寻找最低能量的构象预测一个单一的稳定结构。我们在SARS-CoV-2 omicron变体上验证了我们的方法，作为及时感兴趣的应用。我们的研究结果确定了序列位置495-508作为一个关键区域，其中omicron突变对可能的构象空间影响最大，这与omicron变体结合特性的其他初步研究结果一致。
2022-02-04 q-bio.BM stat.AP
Machine Learning Modeling Of SiRNA Structure-Potency Relationship With Applications Against Sars-Cov-2 Spike Gene
North Carolina Central University（北卡罗来纳中央大学）
本文针对高效siRNA筛选规律不一致的问题，基于AUTGC核苷酸组成表示构建PLS和SVR模型预测siRNA效价，性能优于既有模型，可助力抗SARS-CoV-2等siRNA药物发现。
2024-01-18 cs.LG q-bio.BM
