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Título : Identificación y modelamiento de mutaciones que otorgan resistencia a inhibidores de la enzima ARN polimerasa ARN dependiente del virus SARS-CoV-2
Autor : García Solís, Mario Daniel
Jaramillo Guapisaca, Karen Andrea
Palabras clave : BIOINFORMÁTICA
MODELADO DE MUTACIONES
DOCKING MOLECULAR
MODELADO MOLECULAR
RDRP
REMDESIVIR
SARS-COV-2
Fecha de publicación : ene-2021
Editorial : Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Ingeniería Bioquímica
Resumen : The emergence of a new severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV-2), of which there is not yet effective treatment, so the SARS-CoV-2 dependent RNA polymerase (RdRp) enzyme, is one of the main goals for developing compounds with antiviral activity. Based on this principle, structural analogues of nucleosides such as Favipiravir, Ribavirin and Remdesivir, particularly, the latter is an effective SARS-CoV-2 RdRp inhibitor and other RNA viruses such as MERS being a major candidate as a therapeutic option for the treatment of COVID-19. Key RdRp residues of the virus, which assist in the junction of Remdesivir that maintain non-covalent interactions, were identified. The degree of conservation of these residues was analyzed by multiple sequence alignment with RdRps. This analysis allowed mutant variants to be modeled in three specific positions of the enzyme's active site, Val557Ile, Ala688Gly and Ser759Thr, and evaluate the effect of these mutations on the binding properties of the inhibitor. Affinity and free energy were determined by molecular coupling in the GOLD program. The results show that all three mutations decrease Remdesivir's theoretical affinity for the active RdRp site. The most harmful mutation for the binding of Remdesivir with the enzyme was the Val557Ile variant with an affinity Score 1.4 times lower than that observed for the native enzyme. These results allow us to foresee the effect of possible changes that may occur in the viral polymerase in a natural way and to generate therapeutic alternatives to counteract the effect of resistance to RdRp inhibitors, such as Remdesivir.
Descripción : El surgimiento de un nuevo coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2), del cual no existe aún un tratamiento efectivo, por lo que la enzima ARN polimerasa ARN dependiente (RdRp) del SARS-CoV-2, es uno de los principales objetivos para desarrollar compuestos con actividad antiviral. Partiendo de este principio, análogos estructurales de los nucleósidos como el Favipiravir, Ribavirin y Remdesivir, particularmente, este último es un eficaz inhibidor de RdRp del SARS-CoV-2 y de otros virus de ARN como el MERS siendo gran candidato como opción terapéutica para el tratamiento del COVID-19. Se identificó los residuos clave de RdRp del virus, que asisten en la unión de Remdesivir que mantiene interacciones no covalentes. El grado de conservación de estos residuos se analizó mediante un alineamiento múltiple de secuencias con RdRps. Permitiendo modelar variantes mutantes en tres posiciones, Val557Ile, Ala688Gly y Ser759Thr, y evaluar el efecto de estas mutaciones sobre la unión del inhibidor. La afinidad y la energía libre fue determinada mediante acoplamiento molecular en el programa GOLD. Los resultados muestran que las tres mutaciones disminuyen la afinidad teórica de Remdesivir por el sitio activo de RdRp. La mutación más perjudicial para la unión de Remdesivir con la enzima fue la variante Val557Ile, con un Score de afinidad 1.4 veces menor que el observado para la enzima nativa. Estos resultados permiten prever el efecto de posibles cambios que puedan ocurrir en la polimerasa viral de forma natural y generar alternativas terapéuticas para contrarrestar el efecto de resistencias a inhibidores de RdRp, como Remdesivir.
URI : https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/32106
Aparece en las colecciones: Carrera Ingeniería Bioquímica

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