In silico analysis of missense variants of the C1qA gene related to infection and autoimmune diseases

Abstract

الملخص: أهداف البحث: يشكل C1q عاملا رئيسيا فى تنشيط الطريق الكلاسيكى فى الجهاز المناعى المتمم المسئول عن وظيفتى البلعمة و الطهاية بالغتي الأهمية. و يعد جين C1qA أحد ثلاثة جينات مسئولة عن شفرةC1q . وقد لوحظ أن الاختلالات في C1q و بالذات في C1qA لها علاقة بزيادة العدوى و تسمم الدم و كذلك مرض الذئبة الحمامية المجموعية. وهذه الاختلالات قد تنشأ عن الطفرات المغلطة بما لها من تأثير ضار على وظيفة وشكل البروتين. لذلك فإن التعرف على هذه الطفرات المغلطة ذات الخطورة العالية يعد ضرورة ملحة للتعرف على هؤلاء الأشخاص المعرضين لاتخاذ إجراءات الوقاية والعلاج الملائمة. طرق البحث: تم إجراء دراسة متكاملة لفحص ١٨٤طفرة مغلطة موجودة فى جين C1qA وذلك بإستخدام أدوات مختلفة تعتمد على منهجيات ولوغاريتمات متعددة. وقد شملت الدراسة فحص تأثير هذه الطفرات المغلطة على وظيفة وشكل وثبات البروتين. كذلك فحص موقع هذه الطفرات المغلطة على نطاقات البروتين بالإضافة إلى موقعها على الهيكل الثانوي للبروتين ودرجة الثبات الفيلوجينى للأماكن التى وقعت فيها. النتائج: بداية من ١٨٤ طفرة مغلطة، تم العثور على عشر طفرات مغلطة يتوقع لها أن تكون الاشد إضرارا بوظيفة وشكل البروتين وذلك بجميع الأدوات المستخدمة. الاستنتاجات: تم العثور على عشر طفرات مغلطة يتوقع لها أن تكون الأشد إضرارا بوظيفة وشكل البروتين مما قد يؤدي إلى الاصابة بالعدوى وبتسمم الدم وبمرض الذئبة الحمامية المجموعية كذلك. هذه العشر طفرات مغلطة تشكل أفضل مرشح للقيام بمزيد من الدراسات التجريبية. Abstract: Objectives: C1q is a key activator of the classical pathway of the complement system and exerts consequences relating to opsonization and phagocytosis. The C1qA gene is one of three genes encoding the C1q molecule. Defects in C1q, and especially in C1qA, have been linked to an increased susceptibility to infection, sepsis, and systemic lupus erythematosus. These defects could arise from missense single nucleotide polymorphisms (SNPs) and their deleterious impacts on protein structure and function. Thus, identifying high-risk missense SNPs in C1qA has become a necessity if we are to identify appropriate measures for prevention and management of affected patients. Methods: A comprehensive in silico study was conducted to screen the 184 missense SNPs in the C1qA gene using different tools with different algorithms and approaches. We investigated the impact of SNPs on protein function, stability, and structure. In addition, we identified the location of the SNPs on protein domains, secondary structure alignment, and the phylogenetic conservation of their positions. Results: Of the 184 missense SNPs, 10 SNPs were predicted to be the most damaging to protein function and structure. Conclusion: Ten missense SNPs were predicted to have the highest risk of damaging protein function and structure, thus leading to infection, sepsis, and systemic lupus erythematosus. These 10 SNPs constitute the best candidates for further experimental investigations.

Keywords

• C1qA
• In silico
• Infection
• SLE
• SNP