Abstract

Non-structural protein 5 (NS5) of tick-borne encephalitis virus is an enzyme which is responsible for a copying of viral RNA, and it has a strong structural similarity to RNA polymerases of another RNA virus families. The strains of the virus are separated into three subtypes, which differ by specific mutations in virus proteins, including NS5 protein. The methods of structural bioinformatics allow to construct a model of NS5 protein for several strains of the virus.The paper presents the comparative analysis of sequences and structures of NS5 protein, for three subtypes of the tick-borne encephalitis virus. The segments of protein were identified where the highest difference between subtypes and within subtypes is observed. These segments, where most of the mutations are accumulated, are located in methyltransferase domain, in the inter-domain interface, and in the three subdomains of polymerase domain. The association between the locations of mutations in NS5 protein and the flexibility of a protein backbone was observed using normal mode analysis. Namely, the most important mutations are located in the parts of protein where the amplitude of synchronous oscillations estimated using normal mode analysis is the highest: in the second zinc binding pocket within polymerase domain, in the N-terminal extension within inter-domain interface, and around an active site of methyltransferase domain.

Highlights

  • Acta Biomedica Scientifica, 2018, Том 3, No 6 изучения [7]

  • В результате молекулярно-динамических экспериментов обнаружено, что мотив F служит пространственным переключателем между полимеразной и метилтрансферазной активностью флавивирусного белка Non-structural protein 5 (NS5) [28]

  • Potapova U, Feranchuk S, Leonova G, Belikov S. of RNA-Dependent RNA Polymerases from the Flaviviridae (2018)

Read more

Summary

Материалы и методы

В анализ были включены депонированные нуклеотидные последовательности штаммов трёх субтипов ВКЭ из банка данных NCSA при использовании программных инструментов на языке Python и пакета Biopython. Для определения позиций аминокислотных замен использовались пакет Mafft для построения множественного выравнивания [14] и специально разработанные вспомогательные программы и скрипты на языках программирования С++ и Python (https:// githib.com/sferanchuk/tbev_ns). Соответствующие белку NS5, были определены на основании выравнивания последовательностей полипротеина и аннотации положения отдельных белков в полипротеине относительно дальневосточного штамма Dal’negorsk. Среди проанализированных штаммов были отобраны штаммы, использованные для представления результатов: 28 – из дальневосточного субтипа, 6 – из сибирского, 7 – из европейского. Отобранные штаммы использовались для построения сводного множественного выравнивания и филогенетического анализа. Для визуализации филогенетического дерева использовался пакет Figtree (http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree). Для визуализации трёхмерных структур белков использовался пакет NCSA Chimera [27]

Результаты и обсуждение
Субтипоспецифичные мутации
Комбинированные мутации
Профильные мутации Сибирского субтипа
Профильные мутации Европейского субтипа
Литература References
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call