BK
Burak Kaynak
Author with expertise in Coronavirus Disease 2019 Research
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(100% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
11
/
i10-index:
12
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
60

Impact of South African 501.V2 Variant on SARS-CoV-2 Spike Infectivity and Neutralization: A Structure-based Computational Assessment

Mary Cheng et al.Jan 11, 2021
+2
B
J
M
Abstract Motivation The SARS-CoV-2 variants emerging from South Africa (501.V2) and the UK (B.1.1.7) necessitate rapid assessment of the effects of the corresponding amino acid substitutions in the spike (S) receptor-binding domain (RBD) of the variants on the interactions with the human ACE2 receptor and monoclonal antibodies (mAbs) reported earlier to neutralize the spike. Results Molecular modeling and simulations reveal that N501Y, shared by both variants, increases ACE2 binding affinity, and may impact the collective dynamics of the ACE2-RBD complex, occupying a central hinge site that modulates the overall dynamics of the complex. In contrast, the substitutions K417N and E484K in the South African variant 501.V2 would reduce the ACE2-binding affinity by abolishing two interfacial salt bridges that facilitate RBD binding to ACE2, K417(S)-D30(ACE2) and E484 (S)-K31(ACE2). These two mutations may thus be more than compensating the attractive effect induced by N501Y, overall resulting in an ACE2-binding affinity comparable to that of the wildtype RBD. Further analysis of the impact of these mutations on the interactions with mAbs targeting the spike indicate that the substitutions K417N and E484K may also abolish the salt bridges between the spike and selected mAbs, such as REGN10933, BD23, H11_H4, and C105, thus reducing the binding affinity and effectiveness of these mAbs. Contact bahar@pitt.edu Supplementary information Supplementary data are available at Bioinformatics online.
1

ClustENMD: Efficient sampling of biomolecular conformational space at atomic resolution

Burak Kaynak et al.Apr 18, 2021
P
İ
S
B
Abstract Summary Efficient sampling of conformational space is essential for elucidating functional/allosteric mechanisms of proteins and generating ensembles of conformers for docking applications. However, unbiased sampling is still a challenge especially for highly flexible and/or large systems. To address this challenge, we describe the new implementation of our computationally efficient algorithm ClustENMD that is integrated with ProDy and OpenMM softwares. This hybrid method performs iterative cycles of conformer generation using elastic network model (ENM) for deformations along global modes, followed by clustering and short molecular dynamics (MD) simulations. ProDy framework enables full automation and analysis of generated conformers and visualization of their distributions in the essential subspace. Availability and implementation ClustENMD is open-source and freely available under MIT License from https://github.com/prody/ProDy . Contact burak.kaynak@pitt.edu or doruker@pitt.edu Supplementary information Supplementary materials comprise method details, figures, table and tutorial.