| تعداد نشریات | 283 |
| تعداد نشریات سازمان | 81 |
| تعداد شماره‌ها | 2,766 |
| تعداد مقالات | 31,497 |
| تعداد مشاهده مقاله | 39,693,239 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 17,249,840 |
Bioinformatics development of a recombinant trivalent synthetic protein construct using PTXa, Tox and TetX toxins as DTP candidate vaccine | ||
| Archives of Razi Institute | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 05 اسفند 1402 | ||
| نوع مقاله: Original Articles | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ari.2024.363703.2885 | ||
| نویسندگان | ||
| zahra salahi1؛ Mojtaba Nofeli2؛ Mohammad mehdi Ranjbar2؛ Masoumeh Bagheri2؛ Majid Esmaelizad2؛ Mohammad Niakan* 1 | ||
| 1Department of Microbiology, Faculty of Medicine, Shahed University, Tehran, Iran. | ||
| 2Razi Vaccine and Serum Research Institute (RVSRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran. | ||
| چکیده | ||
| Traditionally, diphtheria-tetanus-pertussis (DTwP or DTaP) as pediatric vaccines are produced from the corresponding inactivated toxins or whole cell pathogenic bacteria of Corynebacterium diphtheria toxin (Tox), Clostridium tetani toxin (TetX) and Bordetella pertussis. There are major concerns in the classic or acellular DTP (DTaP) vaccine production processes from native live sources of bacteria as it may raise concerns on adverse effects and safety issues, complexity of the purifications for each agent as well as costs. Here, we designated recombinant multi-epitope candidate vaccine by vaccino-informatics study to address mentioned issues and to develop a single trivalent fusion protein as potent recombinant DTP vaccine. To follow these goals, stages of immune-bioinformatics were retrieved by means of proteinaceous toxins sequences, predicting secondary/tertiary structure and transmembrane topology, energy minimization and models validation. Then, conformational and linear B cell epitope prediction by several different servers, mapping consensus linear/discontinuous immunogenic regions and constructing synthetic fusion vaccine candidate in respect to optimal immunogenic, physico-chemical properties and highly expression in prokaryote host were achieved. Finally, reverse translation, codon optimization, addition of cloning tags for pet 28a vector and optimizations of physico-chemical characteristics of synthetic trivalent fusion protein were performed. By different hybrid immune-informatics and structural bioinformatics analysis predicted and experimental epitopes finally, 12 new consensus highly immunogenic linear and discontinuous epitopes in Tox, TetX and PTXa proteins were selected. Peptide sequence of these immunogenic regions were as follow; PTXA (AA34-64, AA184-256 and AA98-116), Tox (AA47-76, AA117-159, AA515-557 and AA245-265) and TetX (AA226-249, AA819-844, AA923-967, AA1009-1067 and AA1225-1315). Moreover, the characteristics of recombinant trivalent fusion construct were; 546 residue length, solvable (Grand average of hydropathicity (GRAVY) was -0.475), estimated half-life was >10 hours in Escherichia coli, pI 5.94 (a little acidic), stable protein (The instability index (II) 35.58) as well as thermal stable (Aliphatic index (AI) 71.67). The putative antigenic epitopes from different organisms in a single protein, as in the current study, possibly will improve the protective effectiveness as novel potent, safe, cheap and broad-spectrum vaccines for better prevention of diphtheria, tetanus and pertussis infections in future. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| Bordetella pertussis؛ Corynebacterium diphtheria؛ Clostridium tetani؛ Epitopes؛ Recombinant vaccine | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| توسعه بیوانفورماتیک یک ساختار پروتئینی سه ظرفیتی نوترکیب با استفاده از توکسین های PTXa، Tox و TetX به عنوان واکسن کاندید DTP | ||
| چکیده [English] | ||
| به طور سنتی، دیفتری-کزاز- سیاه سرفه به عنوان واکسن های اطفال از سموم غیر فعال مربوطه یا باکتری های بیماریزای کل سلولی سم کورینه باکتریوم دیفتری (Tox)، سم کلستریدیوم تتانی TetX) و (Bordetella pertussis تولید می شوند. نگرانی‌های عمده‌ای در فرآیندهای تولید واکسن کلاسیک یا بدون سلولی DTP از منابع زنده بومی باکتری‌ها وجود دارد، زیرا ممکن است نگرانی‌هایی را در مورد اثرات نامطلوب و مسائل ایمنی، پیچیدگی تخلیص برای هر عامل و همچنین هزینه‌ها ایجاد کند. ما واکسن کاندید چند اپی توپی نوترکیب را با مطالعه واکسن انفورماتیک برای مرتفع کردن مسائل ذکر شده و توسعه یک پروتئین فیوژن سه ظرفیتی به عنوان واکسن نوترکیب قوی DTP تعیین کردیم. بنابراین مراحل بیوانفورماتیک ایمنی با استفاده از توالی‌های سموم پروتئینی، پیش‌بینی ساختار ثانویه/ثالثیه و توپولوژی گذرنده، کمینه‌سازی انرژی و اعتبارسنجی مدل‌ها بازیابی شد. سپس، پیش‌بینی ساختاری و خطی اپی توپ سلول B توسط چندین سرور مختلف، نقشه‌برداری اجماع مناطق ایمنی‌زا خطی/ناپیوسته و ساخت واکسن ترکیبی مصنوعی با توجه به خواص ایمنی، فیزیکی و شیمیایی بهینه و بیان بالا در میزبان پروکاریوت به دست آمد. در نهایت، ترجمه معکوس، بهینه‌سازی کدون، افزودن برچسب‌های شبیه‌سازی برای وکتور pet 28a و بهینه‌سازی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی پروتئین فیوژن سه ظرفیتی مصنوعی انجام شد. با تجزیه و تحلیل‌های ترکیبی مختلف ایمنی-انفورماتیک و بیوانفورماتیک ساختاری پیش‌بینی‌شده و اپی توپ‌های تجربی در نهایت، 12 اپی توپ خطی و ناپیوسته بسیار ایمونوژنیک جدید در پروتئین‌های Tox، TetX و PTXa انتخاب شدند. توالی پپتیدی این مناطق ایمنی زا به شرح زیر بود. PTXA (AA34-64، AA184-256 و AA98-116)، Tox (AA47-76، AA117-159، AA515-557 و AA245-265) و TetX (AA226-249، AA819-82449، AA706 1067 و AA1225-1315). ضمنا، ویژگی های سازه همجوشی سه ظرفیتی نوترکیب بودند. 546 طول باقیمانده، قابل حل (میانگین کل هیدروپاتیک 0.475- بود)، نیمه عمر تخمینی بیش از 10 ساعت در اشریشیا کلی، 5.94کمی اسیدی، پروتئین پایدار شاخص ناپایداریII) 35.58) و همچنین پایدار حرارتی. اپی توپ های آنتی ژنی فرضی از ارگانیسم های مختلف در یک پروتئین واحد، مانند مطالعه فعلی، احتمالاً اثر محافظتی به عنوان واکسن های جدید قوی، ایمن، ارزان و وسیع الطیف برای پیشگیری بهتر از عفونت های دیفتری، کزاز و سیاه سرفه در آینده بهبود می بخشد. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| بوردتلا پرتوسیس, کورینه باکتریوم, دیفتریه کلستریدیوم تتانی, اپی توپ, پروتِیین نوترکیب | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 92 |
||