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Temperature-Dependent Conformational Evolution of SARS CoV-2 RNA Genome Using Network Analysis
The Journal of Physical Chemistry B ( IF 2.8 ) Pub Date : 2021-09-15 , DOI: 10.1021/acs.jpcb.1c05795 Omkar Singh 1 , Pushyaraga P Venugopal 1 , Apoorva Mathur 1 , Debashree Chakraborty 1
The Journal of Physical Chemistry B ( IF 2.8 ) Pub Date : 2021-09-15 , DOI: 10.1021/acs.jpcb.1c05795 Omkar Singh 1 , Pushyaraga P Venugopal 1 , Apoorva Mathur 1 , Debashree Chakraborty 1
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Understanding the dynamics of the SARS CoV-2 RNA genome and its dependence on temperature is necessary to fight the current COVID-19 crisis. Computationally, the handling of large data is a major challenge in the elucidation of the structures of RNA. This work presents network analysis as an important tool to see the conformational evolution and the most dominant structures of the RNA genome at six different temperatures. It effectively distinguished different communities of RNA having structural variation. It is found that at higher temperatures (348 K and above), 80% of the RNA structure is destroyed in both the SPC/E and mTIP3P water models. The thermal denaturation free energy change ΔΔG value calculated for the long-lived structure at higher temperatures of 348 and 363 K ranges from 2.58 to 2.78 kcal/mol for the SPC/E water model, which agrees well with the experimentally reported thermal denaturation free energy range of 2.874 kcal/mol of SARS CoV-NP at normal pH. At higher temperatures, the stability of RNA conformation is found to be due to the existence of non-native base pairs in the SPC/E water model.
中文翻译：
使用网络分析进行 SARS CoV-2 RNA 基因组的温度依赖性构象演化
了解 SARS CoV-2 RNA 基因组的动态及其对温度的依赖性对于应对当前的 COVID-19 危机是必要的。在计算方面，大数据的处理是阐明 RNA 结构的主要挑战。这项工作将网络分析作为一种重要工具来观察 RNA 基因组在六种不同温度下的构象演化和最主要的结构。它有效地区分了具有结构变异的不同RNA群落。研究发现，在较高温度（348 K 及以上）下，SPC/E 和 mTIP3P 水模型中 80% 的 RNA 结构被破坏。对于 SPC/E 水模型，在 348 和 363 K 的较高温度下计算出的长寿命结构的热变性自由能变化 ΔΔ G 值范围为 2.58 至 2.78 kcal/mol，这与实验报告的热变性自由能变化非常吻合正常 pH 值下 SARS CoV-NP 的能量范围为 2.874 kcal/mol。在较高温度下，RNA 构象的稳定性被发现是由于 SPC/E 水模型中非天然碱基对的存在。
更新日期：2021-09-30
中文翻译：
使用网络分析进行 SARS CoV-2 RNA 基因组的温度依赖性构象演化
了解 SARS CoV-2 RNA 基因组的动态及其对温度的依赖性对于应对当前的 COVID-19 危机是必要的。在计算方面，大数据的处理是阐明 RNA 结构的主要挑战。这项工作将网络分析作为一种重要工具来观察 RNA 基因组在六种不同温度下的构象演化和最主要的结构。它有效地区分了具有结构变异的不同RNA群落。研究发现，在较高温度（348 K 及以上）下，SPC/E 和 mTIP3P 水模型中 80% 的 RNA 结构被破坏。对于 SPC/E 水模型，在 348 和 363 K 的较高温度下计算出的长寿命结构的热变性自由能变化 ΔΔ G 值范围为 2.58 至 2.78 kcal/mol，这与实验报告的热变性自由能变化非常吻合正常 pH 值下 SARS CoV-NP 的能量范围为 2.874 kcal/mol。在较高温度下，RNA 构象的稳定性被发现是由于 SPC/E 水模型中非天然碱基对的存在。
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