Seleção de epítopos lineares, únicos e não glicosilados do vírus SARS-CoV-2 : uma abordagem in silico.

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dc.contributor.advisorSilva, Breno de Mellopt_BR
dc.contributor.advisorGonçalves, Ricardo Lemespt_BR
dc.contributor.authorLeite, Túlio César Rodrigues
dc.contributor.refereeSilva, Breno de Mellopt_BR
dc.contributor.refereeCruz, Izinara Rosse dapt_BR
dc.contributor.refereeRodrigues, Rodrigo Araújo Limapt_BR
dc.date.accessioned2022-09-08T19:33:49Z
dc.date.available2022-09-08T19:33:49Z
dc.date.issued2021pt_BR
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractA 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.pt_BR
dc.description.abstractenThe accuracy of diagnostic tests used in the course of a pandemic caused by SARS-CoV-2 is crucial in the control and monitoring of infected individuals. Tests employ epitopes that may cross-reactive with other circulating coronaviruses in humans influencing their specificity. Furthermore, many of them require costly production platforms to obtain them. Thus, the aim of the present work was screening epitopes for specific, non-glycosylated, and Linear B cells in silico of SARS-CoV-2 structural and accessory proteins. Therefore, all the coronaviruses circulating in humans SARS-CoV-2, SARS, MERS, OC43, NL63, HKU1, 229E were considered. The structural proteins spike (S), membrane (M), envelope (E), and nucleocapsid (N) as well as the accessories ORF3d, ORF7a, and ORF8 were mapped to potential epitopes. The IMED and BepiPred 2.0 servers were used to predict the epitopesfor B cells. The prediction of type N and O glycosylation was performed on the NetNGlyc 1.0 and NetOGlyc 4.0 servers. Membrane propensity was analyzed on the TMHMM 2.0 server. Epitopes shorter than six amino acids, with some predicted glycosylation and which were prone to the membrane or internal insertion, were excluded. The conservation analysis was carried out at the IEDB, keeping only those who presented conservation lower than 50%. All epitopes were confronted with the variants of interest and concern in circulation to verify possible mutations present in them. Discovery Studio and Pymol were used in structural analysis of epitopes and calculation of solvent exposure. The results showed that 855 epitopes went to B cells for the structural proteins S, M, E and N. Approximately 70% (593) of the predicted epitopes correspond to the spike protein of coronaviruses. On the other hand, a total of 22 epitopes were predicted for the accessory proteins. Analyzes of N- and O-type glycosylations showed that most of the predicted glycosylations were N-type in greater amounts in the spike protein. The only glycosylation observed for accessory proteins was N-type glycosylation at position 78 of the ORF8 protein. No type O predictions were observed for the accessory proteins. After this step, a total of 585 epitopes of structural proteins and 20 of accessory proteins remained. After the prediction of the transmembrane region of the proteins, 1 or 2 epitopes of the M and E proteins and a maximum of 3 epitopes for the S protein of all coronaviruses and a single exclusion in the accessory protein ORF7a were excluded. The conservation analysis showed that only five epitopes of the S protein of SARS-CoV-2 showed similarity below 50%. Five epitopes of the structural protein S and 17 of the accessory proteins were maintained after the final step of exclusion of the minimum number of 6 amino acids. The solvent accessible area ranged from 36.74% to 76.32% of protein S epitopes and from 28.8% to 62.5% of accessory protein epitopes. The variants that showed the highest number of mutations in the spike protein screened epitopes were beta, lambda and omicron. As for the accessory protein epitopes, the alpha, mu, delta, kappa and iota variants have mutations in the sorted epitopes. All mutations shown can easily be adapted into molecular cloning designs. Screening for single, non-glycosylated, linear epitopes of SARS-CoV-2 for B cells, in silico, resulted in 5 epitopes for the structural protein S and 17 epitopes for the accessory proteins ORF3d (3), ORF7a (7), and ORF8 (7). The epitopes have application potential in chimeras covering all variants in circulation. The screened epitopes have the potential for biotechnological application in the development of specific and lowering the cost of the tests.pt_BR
dc.identifier.citationLEITE, 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.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/15199
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rightsabertopt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 31/08/2022 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.pt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectEpítopos linearespt_BR
dc.subjectImunoinformáticapt_BR
dc.subjectSars-cov-2pt_BR
dc.subjectTestes diagnósticospt_BR
dc.titleSeleção de epítopos lineares, únicos e não glicosilados do vírus SARS-CoV-2 : uma abordagem in silico.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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