Слайд 1Биоинформатические методы исследования вируса клещевого энцефалита (Tick-borne encephalitis virus (TBEV)
СНК
биоинформатики МБФ
Шобик Роман
3.4.21
Слайд 2TBEV снаружи
100 нм
Черные стрелки – зрелые вирионы
Белые стрелки – незрелые
вирионы
Геном
С белок
Липидная мембрана
Е белок
М белок
Е белки нуклеокапсида. Других белков
снаружи не видно
Слайд 3Устройство генома TBEV
+ssRNA
10894 пар оснований
5’CAP
2 нетранслируемых участка РНК (5’UTR,
3’UTR)
1 открытая рамка считывания
3 структурных и 7 неструктурных белков
Слайд 4Про белки
ПП экспрессируется на гЭПР
Затем происходит гидролиз в (черные
стрелки)
Слайд 5Поиск новых противовирусных препаратов
Слайд 6Репозиционирование лекарственных веществ
Разрабатывать лекарства с нуля долго и муторно
Лучше взять
что-то, что гарантированно безопасно
Но как и где искать?
Слайд 7Репозиционирование лекарственных веществ
Та же мишень – новый вирус: если белки
гомологичны, то есть шанс, что имеющийся препарат свяжется с ними.
Пример:
репозиционирование софосбувира для лечения лихорадки Зика.
https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2016.11.023
Слайд 8Репозиционирование лекарственных веществ
Та же мишень – новое показание: один и
тот же белок принимает участие в разных процессах, в том
числе и в развитии вирусного поражения.
Пример: активность иматиниба (противоопухолевый препарат) в отношении SARS-Cov-1 и MERS.
https://jvi.asm.org/content/90/19/8924
Слайд 9Репозиционирование лекарственных веществ
Новая мишень – новое показание: у препарата обнаруживается
новая мишень, не связанная с его основным действием.
Пример: итраконазол
(антибиотик) проявляет активность по отношению к энтеровирусам.
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2014.12.054
Слайд 11SAR/QSAR/QSPR-исследования
Создание моделей, которые на основании структуры соединения могут предсказать
их свойства (quantatuve structure-activity relationship)
Описание молекул и их свойств в
виде дескрипторов – значений понятных компьютеру
Слайд 12SAR/QSAR/QSPR-исследования
Создание молекулярных отпечатков - разбиение молекул на участки, которые позволят
определить сходство в строении молекул
Слайд 13QSAR-исследования (количественные модели)
Построение обучающей модели – соотнесение реального значения свойства
молекулы с предсказанным. Корректировка модели.
- спрогнозированное значение свойства y
для объекта i
- значение d-ого дескриптора
- регрессионные коэффициенты, показывающие вклад соответствующего дескриптора в моделируемое свойство
Слайд 14SAR-исследования (качественные модели)
Построение обучающей модели – соотнесение реального свойства
молекулы с предсказанным. Корректировка модели.
Слайд 15SAR/QSAR/QSPR-исследования
Построение тестовой модели – анализ неизученных соединений с целью предсказания
у них желаемых свойств.
Слайд 16SWISS MODEL
Моделирование третичной структуры белка по последовательности аминокислот по гомологии
с имеющимися белками.
Слайд 17NS5 TBEV
Самый большой и консервативный белок вируса клещевого энцефалита
Имеет
полимеразную и метилтрансферазную активность
Полимеразный сайт перспективнее всего
Слайд 18Моделирование NS5 Sofjin
SWISS MODEL
Выравнивание и сопоставление с NS5 JEV
Слайд 19NS5: нуклеозидные аналоги
RdRp сайт => хорошая мишень для противовирусной терапии
Терминация
синтеза РНК или накопление летального количества ошибок
В SAR-исследованиях показано, что
выраженной противовирусной активностью должны обладать нуклеозиды с азидной группой по 2’С атому, а также нуклеозиды, метилированные по 4’С.
Слайд 207-деаза-2’С-метиладенозин
Устойчивость есть
Устойчивые штаммы вызывают более легкую форму инфекции
Перекрестная устойчивость между
2’С и 4’С не вырабатывается
При прекращении обработки зараженной культуры клеток
препаратом вирус возвращается в дикую форму, чувствительную к терапии.
Слайд 21NS3 TBEV
N-концевой домен NS3 представляет собой трипсиноподобную сериновую протеазу,которая взаимодействует
с основной гидрофильной областью NS2B и расщепляет вирусный полипротеин
Слайд 22Моделирование NS3
SWISS MODEL
Выравнивание и сопоставление с S7 (бычий панкреатический ингибитор
трипсина)
Вышло не очень
Слайд 23Ингибиторы протеаз
Эффективных ингибиторов протеаз против TBEV нет
Это связано со стерическими
затруднениями на подходе лиганда к активному сайту протеазы
Palmatine
Слайд 25Предсказание эволюционной динамики: TBEV Analyzer
Создание платформы, показывающей накопление мутационных изменений
в разных штаммах TBEV с привязкой к территории методом кластеризации.
Секвенирование
Выравнивание НК и АК
Вычисление генетической дистанции
Построение филогенетического дерева
Построение кластерона
Привязка к карте
Слайд 26Предсказание эволюционной динамики: TBEV Analyzer
Секвенирование
Выравнивание НК и АК
Вычисление генетической
дистанции
Построение филогенетического дерева
Слайд 27Предсказание эволюционной динамики: TBEV Analyzer
Построение кластерона
Кластерон – это группа
географически и филогенетически (по гликопротеину Е) штаммов TBEV
Слайд 28Предсказание эволюционной динамики: TBEV Analyzer
Привязка к карте
Слайд 30Ссылки с номерами слайдов
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6071267/
2, 23, 24. https://europepmc.org/article/PMC/5925760
3, 17. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3172701/
7,8,9.
https://www.cell.com/trends/microbiology/pdf/S0966-842X(18)30087-8.pdf
11. Введение в хемоинформатику: 3. Моделирование «структура-свойство»: учеб. пособие /
И.И. Баскин, Т.И. Маджидов,
А.А. Варнек. – Москва, Казань, Страсбург, 2020 – 296 с.
16. https://swissmodel.expasy.org/interactive
19. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0166354216300754?via%3Dihub
20. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/3011893#section=Structures
20. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5640847/
23. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/search/all/?term=NP%20775507
23. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/19009#section=2D-Structure
23. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jmedchem.5b00612
25. https://ieeexplore.ieee.org/document/8958021