Seleção de epítopos lineares, únicos e não glicosilados do vírus SARS-CoV-2 : uma abordagem in silico.
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Date
2021
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Abstract
A acurácia dos testes diagnósticos empregados no curso da pandemia causada pelo SARS-CoV-
2 é crucial no controle e monitoramento de indivíduos infectados. Os testes que empregam
epítopos podem apresentar reatividade cruzada com outros coronavírus circulantes em humanos
prejudicando a especificidade. Além disso, muitos deles exigem plataformas de produção
onerosas na obtenção dos mesmos. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi triar
epítopos para células B in silico específicos, não-glicosilados e lineares do SARS-CoV-2 de
proteínas estruturais e acessórias. Para tanto, foram considerados todos os coronavírus
circulantes em humanos SARS-CoV-2, SARS, MERS, OC43, NL63, HKU1, 229E. As
proteínas estruturais spike (S), membrana (M), envelope (E) e nucleocapsídeo (N) bem como
as acessórias ORF3d, ORF7a e ORF8 foram analisadas. Os servidores IMED e BepiPred 2.0
foram empregados na predição dos epítopos para células B. A previsão de glicosilações dos
tipos N e O foi feita nos servidores NetNGlyc 1.0 e NetOGlyc 4.0. A propensão à membrana
foi analisada no servidor TMHMM 2.0. Foram excluídos os epítopos menores que seis
aminoácidos, com alguma glicosilação predita e que estavam propensos à inserção na
membrana interna. A análise de conservância foi feita no IEDB mantendo somente aqueles que
apresentaram uma conservância menor que 50%. Todos os epítopos foram confrontados com
as variantes de interesse e preocupação em circulação para verificar possíveis mutações
presentes nos mesmos. O Discovery Studio e o Pymol foram utilizados na análise estrutural dos
epítopos e cálculo de exposição ao solvente. Os resultados mostraram que 855 epítopos foram
para células B para as proteínas estruturais S, M, E e N. Aproximadamente 70% (593) dos
epítopos preditos correspondem à proteína spike dos coronavírus. Por outro lado, um total de
22 epítopos foram preditos para as proteínas acessórias. As análises de glicosilações dos tipos
N e O mostraram que a maioria das glicosilações preditas foi do tipo N e em maior quantidade
na proteína spike. A única glicosilação observada para proteínas acessórias foi a glicosilação
do tipo N na posição 78 da proteína ORF8. Não foram observadas predições do tipo O para as
proteínas acessórias. Após essa etapa, restaram um total de 585 epítopos de proteínas estruturais
e 20 de proteínas acessórias. Feita a predição de região transmembrana das proteínas, foram
excluídos 1 ou 2 epítopos das proteínas M e E e, no máximo, 3 epítopos para a proteína S de
todos os coronavírus. Uma única exclusão na proteína acessória ORF7a após esta etapa. A
análise de conservância mostrou que somente cinco epítopos da proteína S do SARS-CoV-2
mostraram similaridade abaixo de 50%. Cinco epítopos da proteína estrutural S e 17 das
proteínas acessórias foram mantidos após a etapa final de exclusão de número mínimo de 6
aminoácidos. A área acessível ao solvente variou de 36,74% a 76,32% dos epítopos da proteína
S e de 28,8% a 62,5% dos epítopos das proteínas acessórias. As variantes que apresentaram
maior número de mutações nos epítopos triados da proteína spike foram a beta, lambda e
omicron. Já para os epítopos de proteínas acessórias as variantes alfa, mu, delta, kappa e iota
apresentam mutações nos epítopos triados. Todas as mutações apresentadas podem facilmente
ser adaptadas em desenhos de clonagem molecular. Portanto, a triagem de epítopos únicos, não
glicosilados e lineares de SARS-CoV-2 para células B, in silico, resultou em 5 epítopos para a
proteína estrutural S e 17 epítopos para as proteínas acessórias ORF3d (3), ORF7a (7) e
ORF8(7). Os epítopos possuem potencial de aplicação em quimeras que cobrem todas as
variantes em circulação. Os epítopos triados possuem potencial de aplicação biotecnológica no
desenvolvimento de testes específicos e baratos.
Description
Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Epítopos lineares, Imunoinformática, Sars-cov-2, Testes diagnósticos
Citation
LEITE, Túlio César Rodrigues. Seleção de epítopos lineares, únicos e não glicosilados do vírus SARS-CoV-2: uma abordagem in silico. 2021. 68 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.