fa شبیه سازی و مقایسه ساختار سوم پروتئین اسپایک SARS-CoV-2 ، Bat-SL-CoVZC21، PCoV_GX-P4L و شناسایی اسیدهای آمینه هات اسپات در ایجاد ساختار تریمر پروتئین بیوشیمی Biochemistry مقاله پژوهشی Research Article <strong>سابقه و هدف:</strong> بیماری کووید-19 با علائم حاد تنفسی در سال 2019 ظاهر شد. این بیماری با تب، سرفه و عوارض شدید تنفسی همراه بود. عامل بیماری متعلق به خانواده بتا کرونا ویروس بوده و تحت عنوان <span dir="LTR">SARS-CoV-2</span> نامگذاری شد. شیوع کووید-19 و ایجاد حالت اپیدمیک جهانی موجب شد تلاشهای بسیاری برای شناخت ساختار و عملکرد این ویروس انجام شود. پروتئین اسپایک، یک پروتئین گلیکوزیله نسبتا سنگین است که از سه زیر واحد یکسان ساخته شده است و به صورت یک هومو تریمر در سطح ویروس ظاهر می شود. این پروتئین پس از اتصال به گیرنده سطح سلول میزبان (آنزیم مبدل آنژیوتانسین-2) دچار تغییر ساختاری می شود و در نهایت موجب ورود ویروس درون سلول میزبان می شود. این روند برای ورود ویروس ها به درون سلول های انسانی و آلوده کردن آنها لازم است. بنابراین شناخت جزئیات ساختاری این پروتئین نقش مهمی در درک عملکرد آن بازی می کند.<br> <strong>مواد و روش ها:</strong> ابتدا ساختار سوم پروتئین های اسپایک مربوط به <span dir="LTR">SARS-CoV-2</span> (کرونا ویروس انسانی)، <span dir="LTR">bat-SL-CoVZC21</span> (کرونا ویروس خفاش) و <span dir="LTR">PCoV_GX-P4L</span> (کرونا ویروس پانگولین) از طریق همولوژی مدلینگ ساخته شد. این ساختارها پس از ارزیابی و اعتبار سنجی، به کمک نرم افزار <span dir="LTR">NAMD</span> شبیه سازی شدند. ویژگی ساختاری پروتئین های اسپایک از نظر شکل فضایی، اندازه گیری مساحت سطح رابط بین مونومرها، پارامترهای ترمودینامیکی، تعیین پایداری ساختارهای تریمر و شناسایی اسیدهای آمینه مهم در ایجاد اتصالات بین زیرواحدها ارزیابی شدند.<br> <strong>یافته ها:</strong> ارزیابی زیر واحدهای سازنده پروتئین تریمر اسپایک نشان دادند پروتئین های اسپایک در &nbsp;<span dir="LTR">SARS-CoV-2</span>دارای بیشترین مقدار <span dir="LTR">&Delta;G^diss</span> (<span dir="LTR">kcal/mol</span> 113/2) است که بیانگر پایدار بودن ساختار پروتئین تریمر در بین سایر پروتئین های اسپایک می باشد. کمترین میزان <span dir="LTR">&Delta;G^diss</span> (<span dir="LTR">kcal/mol</span> 100/6) برای پروتئین اسپایک <span dir="LTR">PCoV_GX-P4L</span> بدست آمد. مساحت سطح رابط بین زیر واحدها در تمام پروتئین های اسپایک تقریبا یکسان بود. اسیدهای آمینه <span dir="LTR">Y369</span><span dir="LTR">, </span><span dir="LTR">D405</span><span dir="LTR">, </span><span dir="LTR">Y707</span> در زیر واحد <span dir="LTR">A</span> و <span dir="LTR">Y369</span> ،<span dir="LTR">D574</span><span dir="LTR">,</span><span dir="LTR">Y707</span><span dir="LTR">,</span><span dir="LTR">Y837</span><span dir="LTR">,</span><span dir="LTR">D985</span> در زیر واحد <span dir="LTR">B</span> و <span dir="LTR">Y707</span> در زیر واحد <span dir="LTR">C</span> بعنوان اسیدهای آمینه هات اسپات قرمز برای پروتئین اسپایک <span dir="LTR">SARS-CoV-2</span> شناخته شدند.<br> <strong>نتیجه گیری:</strong> بررسی ساختار پروتئین های سطح ویروس در مقیاس اتمی، و شناخت رزیدوهای هات اسپات که نقش مهمی در ایجاد اتصالات بین مونومری بازی می کنند، دریچه ای به سمت شناخت و عملکرد بیشتر ویروس ایجاد کرده است و به این ترتیب می تواند اطلاعات جدیدی برای خنثی سازی این ویروس فراهم می کند.&nbsp; <span style="font-size:11pt"><span style="line-height:normal"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><strong><span style="font-size:12.0pt"><span style="color:#0e101a">Aim and Background:</span></span></strong>&nbsp;Covid-19 disease with acute respiratory symptoms appeared in 2019. The disease was associated with fever, cough, and severe respiratory distress. The causative agent of the disease belonged to the beta-coronavirus family and was named SARS-CoV-2. The outbreak of Covid-19 and the creating of a global epidemic led to many attempts to understand the structure and function of the virus. The spike protein is a relatively heavy glycosylated protein consisting of three identical subunits that appear as a homo-trimmer on the virus&#39;s surface. After binding to the surface cell receptor (angiotensin-converting enzyme), the protein conformational changes and eventually causes the virus to enter the host cell. This process is necessary for viruses to enter human cells and infect them. Therefore, investigating the structural details of the spike protein through molecular dynamics simulation can play an influential role in understanding how the subunits connect and identifying the hotspot amino acids.</span></span></span></span><br> <span style="font-size:11pt"><span style="line-height:normal"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><strong><span style="font-size:12.0pt"><span style="color:#0e101a">Materials and Methods:</span></span></strong>&nbsp;First, the tertiary structure of spike proteins related to SARS-CoV-2, bat-SL-CoVZC21 (Bat Coronavirus), and PCoV_GX-P4L (Pangolin coronavirus) was constructed through modeling homology. After evaluation and validation, these structures were simulated using NAMD software. The structural properties of spike proteins were evaluated in the level of 3D structure, measurement of the interface area between monomers, thermodynamic parameters, trimmer structures&#39; stability, and hotspot amino acids&#39; identification in making connections between subunits.</span></span></span></span><br> <span style="font-size:11pt"><span style="line-height:normal"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><strong><span style="font-size:12.0pt"><span style="color:#0e101a">Results:</span></span></strong>&nbsp;Evaluation of the trimeric structure of spike protein showed that this protein in SARS-CoV-2 has the highest &Delta;G^diss value (113.2 kcal/mol), which indicates the stability of the oligomeric protein structure among other spike proteins. The lowest &Delta;G^diss (100.6 kcal/mol) was obtained for the spike protein of PCoV_GX-P4L. The interface area between the subunits was almost the same in all spike proteins. Y369, D405, Y707 in subunit A, Y369, D574, Y707, Y837, D985 in subunit B, and Y707 in subunit C were identified as red hotspot amino acids for SARS-CoV-2 spike protein.</span></span></span></span><br> <span style="font-size:11pt"><span style="line-height:normal"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><strong><span style="font-size:12.0pt"><span style="color:#0e101a">Conclusion:</span></span></strong>&nbsp;The study of the structure of virus surface proteins at the atomic scale, and the recognition of hotspot residues that play an essential role in establishing monomeric connections, has created a window to further recognition and function of the virus. Thus, it can provide new information about neutralizing the virus.</span></span></span></span><br> &nbsp; سارس-کووید-2, پروتئین اسپایک, ساختار سه بعدی, شبیه سازی, اسید های آمینه هات اسپات SARS-CoV-2, spike protein, three-dimensional structure, simulation, hotspot residues, Iau Science 9 22 http://ncmbjpiau.ir/browse.php?a_code=A-10-1767-1&slc_lang=fa&sid=1 Azadeh Lohrasbi-Nejad آزاده لهراسبی نژاد a.lohrasbi@uk.ac.ir 2990579702 100319475328460013446 Yes Department of Agricultural Biotechnology, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran دانشگاه شهید باهنر کرمان