In silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του SARS-CoV-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα
Δεδομένης της ραγδαίας εξάπλωσης του SARS-CoV-2 σε όλο τον κόσμο, η COVID-19 έχει αναδειχθεί ως μια άνευ προηγουμένου υγειονομική απειλή. Οι κλινικές παρατηρήσεις χαμηλού ποσοστού καπνιστών μεταξύ νοσηλευόμενων ασθενών με COVID-19, καθώς και η in silico ταυτοποίηση πρωτεϊνικών τμημάτων που ομοιάζουν...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/24052 |
| id |
nemertes-10889-24052 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Κορωνοϊός Νικοτινικό χολινεργικό σύστημα Νικοτίνη Νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης Αντιφλεγμονώδες χολινεργικό μονοπάτι Πρωτεΐνη δέσμευσης της ακετυλοχολίνης Νευροτοξίνες φιδιών Ιός της λύσσας Μοριακή μοντελοποίηση SARS-CoV-2 COVID-19 Coronavirus Nicotinic cholinergic system Nicotine Nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) α7 nAChR Cholinergic anti-inflammatory pathway (CAIP) Acetylcholine-Binding Protein (AChBP) Snake neurotoxins α-cobratoxin α-bungarotoxin κ-bungarotoxin Rabies Lyssavirus In silico Molecular modeling |
| spellingShingle |
Κορωνοϊός Νικοτινικό χολινεργικό σύστημα Νικοτίνη Νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης Αντιφλεγμονώδες χολινεργικό μονοπάτι Πρωτεΐνη δέσμευσης της ακετυλοχολίνης Νευροτοξίνες φιδιών Ιός της λύσσας Μοριακή μοντελοποίηση SARS-CoV-2 COVID-19 Coronavirus Nicotinic cholinergic system Nicotine Nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) α7 nAChR Cholinergic anti-inflammatory pathway (CAIP) Acetylcholine-Binding Protein (AChBP) Snake neurotoxins α-cobratoxin α-bungarotoxin κ-bungarotoxin Rabies Lyssavirus In silico Molecular modeling Κασαρτζιάν, Δημήτριος Ιωάννης In silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του SARS-CoV-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα |
| description |
Δεδομένης της ραγδαίας εξάπλωσης του SARS-CoV-2 σε όλο τον κόσμο, η COVID-19 έχει αναδειχθεί ως μια άνευ προηγουμένου υγειονομική απειλή. Οι κλινικές παρατηρήσεις χαμηλού ποσοστού καπνιστών μεταξύ νοσηλευόμενων ασθενών με COVID-19, καθώς και η in silico ταυτοποίηση πρωτεϊνικών τμημάτων που ομοιάζουν με τοξίνη φιδιού στη γλυκοπρωτεϊνική ακίδα του SARS-CoV-2, έχουν οδηγήσει στην υπόθεση ότι η παθοφυσιολογία του ιού, και κατά συνέπεια η φλεγμονώδης κατάσταση που κυριαρχεί στη σοβαρή COVID-19, είναι αποτέλεσμα της δυσλειτουργίας του αντιφλεγμονώδους χολινεργικού μονοπατιού (CAIP). Οι νικοτινικοί υποδοχείς της ακετυλοχολίνης (nAChRs), και ιδιαίτερα ο α7 υπότυπος των nAChRs, είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι με το CAIP, υποδεικνύοντας την αναγκαιότητα διερεύνησης της πιθανής αλληλεπίδρασης του SARS-CoV-2 με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα. Για τον σκοπό αυτό, η πρωτεϊνική ακολουθία της γλυκοπρωτεϊνικής ακίδας του SARS-CoV-2 εξετάστηκε διεξοδικά, με την αξιοποίηση σύγχρονων υπολογιστικών εργαλείων βιοπληροφορικής, για την παρουσία πρωτεϊνικών τμημάτων που ομοιάζουν με τοξίνη φιδιού. Από την in silico ανάλυση, προέκυψε ότι το πρωτεϊνικό τμήμα 389-409 στη γλυκοπρωτεϊνική ακίδα του κορωνοϊού έχει σημαντική αμινοξική ομοιότητα με τον κεντρικό βρόγχο ΙΙ των α-νευροτοξινών μακράς αλυσίδας και των κ-νευροτοξινών, και επομένως η πρόσδεση με τους nAChRs θα μπορούσε να είναι εφικτή. Προκειμένου να διερευνηθεί αυτή η πιθανή αλληλεπίδραση ιού-υποδοχέα, πραγματοποιήθηκε in silico μοριακή μοντελοποίηση και απεικόνιση της πρόσδεσης του SARS-CoV-2 με την πρωτεΐνη δέσμευσης της ACh (AChBP), ως ένα διακριτό πρότυπο του α7 nAChR. Η μελλοντική επιβεβαίωση του νικοτινικού χολινεργικού συστήματος ως ρυθμιστή της φλεγμονώδους απόκρισης στην COVID-19, θα μπορούσε να συμβάλει στον προγραμματισμό μιας έγκαιρης θεραπευτικής προσέγγισης, αποτελώντας τον απώτερο στόχο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας. |
| author2 |
Kasartzian, Dimitrios Ioannis |
| author_facet |
Kasartzian, Dimitrios Ioannis Κασαρτζιάν, Δημήτριος Ιωάννης |
| author |
Κασαρτζιάν, Δημήτριος Ιωάννης |
| author_sort |
Κασαρτζιάν, Δημήτριος Ιωάννης |
| title |
In silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του SARS-CoV-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα |
| title_short |
In silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του SARS-CoV-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα |
| title_full |
In silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του SARS-CoV-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα |
| title_fullStr |
In silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του SARS-CoV-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα |
| title_full_unstemmed |
In silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του SARS-CoV-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα |
| title_sort |
in silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του sars-cov-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/24052 |
| work_keys_str_mv |
AT kasartziandēmētriosiōannēs insilicomeletēmiasperiochēstēsspikeglykoprōteïnēstousarscov2pithanēallēlepidrasētēsmetonikotinikocholinergikosystēma AT kasartziandēmētriosiōannēs insilicostudyofaregionofthesarscov2spikeglycoproteinpossibleinteractionwithnicotiniccholinergicsystem |
| _version_ |
1771297303213113344 |
| spelling |
nemertes-10889-240522022-11-19T04:42:03Z In silico μελέτη μιας περιοχής της spike γλυκοπρωτεΐνης του SARS-CoV-2 : πιθανή αλληλεπίδρασή της με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα In silico study of a region of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein : possible interaction with nicotinic cholinergic system Κασαρτζιάν, Δημήτριος Ιωάννης Kasartzian, Dimitrios Ioannis Κορωνοϊός Νικοτινικό χολινεργικό σύστημα Νικοτίνη Νικοτινικός υποδοχέας της ακετυλοχολίνης Αντιφλεγμονώδες χολινεργικό μονοπάτι Πρωτεΐνη δέσμευσης της ακετυλοχολίνης Νευροτοξίνες φιδιών Ιός της λύσσας Μοριακή μοντελοποίηση SARS-CoV-2 COVID-19 Coronavirus Nicotinic cholinergic system Nicotine Nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) α7 nAChR Cholinergic anti-inflammatory pathway (CAIP) Acetylcholine-Binding Protein (AChBP) Snake neurotoxins α-cobratoxin α-bungarotoxin κ-bungarotoxin Rabies Lyssavirus In silico Molecular modeling Δεδομένης της ραγδαίας εξάπλωσης του SARS-CoV-2 σε όλο τον κόσμο, η COVID-19 έχει αναδειχθεί ως μια άνευ προηγουμένου υγειονομική απειλή. Οι κλινικές παρατηρήσεις χαμηλού ποσοστού καπνιστών μεταξύ νοσηλευόμενων ασθενών με COVID-19, καθώς και η in silico ταυτοποίηση πρωτεϊνικών τμημάτων που ομοιάζουν με τοξίνη φιδιού στη γλυκοπρωτεϊνική ακίδα του SARS-CoV-2, έχουν οδηγήσει στην υπόθεση ότι η παθοφυσιολογία του ιού, και κατά συνέπεια η φλεγμονώδης κατάσταση που κυριαρχεί στη σοβαρή COVID-19, είναι αποτέλεσμα της δυσλειτουργίας του αντιφλεγμονώδους χολινεργικού μονοπατιού (CAIP). Οι νικοτινικοί υποδοχείς της ακετυλοχολίνης (nAChRs), και ιδιαίτερα ο α7 υπότυπος των nAChRs, είναι άρρηκτα συνδεδεμένοι με το CAIP, υποδεικνύοντας την αναγκαιότητα διερεύνησης της πιθανής αλληλεπίδρασης του SARS-CoV-2 με το νικοτινικό χολινεργικό σύστημα. Για τον σκοπό αυτό, η πρωτεϊνική ακολουθία της γλυκοπρωτεϊνικής ακίδας του SARS-CoV-2 εξετάστηκε διεξοδικά, με την αξιοποίηση σύγχρονων υπολογιστικών εργαλείων βιοπληροφορικής, για την παρουσία πρωτεϊνικών τμημάτων που ομοιάζουν με τοξίνη φιδιού. Από την in silico ανάλυση, προέκυψε ότι το πρωτεϊνικό τμήμα 389-409 στη γλυκοπρωτεϊνική ακίδα του κορωνοϊού έχει σημαντική αμινοξική ομοιότητα με τον κεντρικό βρόγχο ΙΙ των α-νευροτοξινών μακράς αλυσίδας και των κ-νευροτοξινών, και επομένως η πρόσδεση με τους nAChRs θα μπορούσε να είναι εφικτή. Προκειμένου να διερευνηθεί αυτή η πιθανή αλληλεπίδραση ιού-υποδοχέα, πραγματοποιήθηκε in silico μοριακή μοντελοποίηση και απεικόνιση της πρόσδεσης του SARS-CoV-2 με την πρωτεΐνη δέσμευσης της ACh (AChBP), ως ένα διακριτό πρότυπο του α7 nAChR. Η μελλοντική επιβεβαίωση του νικοτινικού χολινεργικού συστήματος ως ρυθμιστή της φλεγμονώδους απόκρισης στην COVID-19, θα μπορούσε να συμβάλει στον προγραμματισμό μιας έγκαιρης θεραπευτικής προσέγγισης, αποτελώντας τον απώτερο στόχο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας. Given the rapid spread of SARS-CoV-2 all around the world, COVID-19 has emerged as an unprecedented health threat. Clinical observations of low smoking rates among hospitalized COVID-19 patients, as well as the in silico identification of snake toxin-like protein fragments in SARS-CoV-2 spike glycoprotein, have led to the hypothesis that the pathophysiology of the virus, and consequently the inflammatory condition that predominates in severe COVID-19, is the result of the dysfunction of the cholinergic anti-inflammatory pathway (CAIP). Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs), and especially the α7 subtype of nAChRs, are inextricably linked to CAIP, indicating the necessity of investigating the possible interaction of SARS-CoV-2 with the nicotinic cholinergic system. To this end, the sequence of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein was thoroughly examined, by utilizing modern bioinformatics tools, for the presence of snake toxin-like protein fragments. From in silico analysis, it emerged that the protein fragment 389-409 in the coronavirus spike glycoprotein has significant amino acid similarity to the central loop II of long-chain α-neurotoxins and κ-neurotoxins, and therefore binding to nAChRs could be feasible. In order to investigate this possible receptor-virus interaction, in silico molecular modeling and visualization of SARS-CoV-2 binding to ACh binding protein (AChBP), as a distinct template for α7 nAChR, was performed. Future confirmation of the nicotinic cholinergic system as a regulator of the inflammatory response in COVID-19, could contribute in scheduling a timely therapeutic approach, being the ultimate goal of the present postgraduate thesis. 2022-11-18T08:56:22Z 2022-11-18T08:56:22Z 2022-06-16 https://hdl.handle.net/10889/24052 gr application/pdf |
