In silico analysis of human SOD1 protein variants related to Amyotrophic Lateral Sclerosis

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  • Presentation type: Apresentação de Pôster / Poster Communications
  • Track: Molecular Dynamics
  • Keywords: Amyotrophic Lateral Sclerosis; Superoxide Dismutase 1; in silico;
  • 1 Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro
  • 2 Universidade Federal do Rio de Janeiro

In silico analysis of human SOD1 protein variants related to Amyotrophic Lateral Sclerosis

Gabriel Rodrigues Coutinho Pereira

Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro

Abstract

Missense mutations in SOD1, a major antioxidant enzyme, are associated with the development of ALS. The A4V and D90A variants account for approximately half of all ALS-SOD1 cases in the US and Europe. Characterizing the effects of SOD1 mutations may provide insights into the structural basis of ALS. 300ns molecular dynamics were performed in triplicates for SOD1 WT and variants A4V and D90A. Flexibility and dynamics alterations were observed at the functional loops of variants A4V and D90A. The alterations in variants analyzed may have harmful implications for SOD1 function.

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Author

Gabriel Rodrigues Coutinho Pereira

Obrigado Micael! Nesse trabalho não analisamos diretamente a interação da proteína com outros componentes. Nossa simulação foi da proteína em solução. Talvez em algum futuro trabalho possamos explorar o MM-PBSA, mas para isso precisaríamos realizar simulações da SOD1 com componentes já conhecidos por interagir com a proteína. Tentamos correlacionar de forma indireta alguns parâmetros que são conhecidos por influenciar na interação da proteína, como flexibilidade e dinâmica essencial, com o que já havia sido descrito na literatura para a SOD1. Nesse caso, foi descrito que essas duas regiões que encontramos alteradas: os loops de ligação a metal e eletrostático, teriam algum tipo de alteração estrutural e dinâmico que afetaria a interação dessas regiões, importantes para a função da proteína, com outras biomoléculas. Muito interessante seu trabalho! O MM-PBSA poderia te ajudar muito nessas análises. Você poderia comparar a interação por MM-PBSA da proteína do SARS-COV2 sem a mutação, por exemplo, com as mutantes e observar diferenças significativas da energia (daí poderia caber até algum teste estatístico). Existe um programa atrelado ao GROMACS, chamado g_mmpbsa, existe até uma página deles no GITHUB. Esse programa permite análises muito detalhadas de MM-PBSA, inclusive da contribuição de cada aminoácido da proteína. Usamos essa técnica em um outro estudo da minha tese de Doutorado, em que exploramos a interação de uma proteína com um ligante. O método também pode ser aplicado para proteína-proteína. Realmente, as análises de dinâmica padrão (RMSD, RMSF e PCA) são mais exploratórias e para confirmar aspectos isolados do comportamento da proteína. O MM-PBSA é mais indicado para análises de interação. 

Author

Gabriel Rodrigues Coutinho Pereira

Oi Jorge! Muito obrigado pelo elogio!