一个multiepitope传染性法氏囊病病毒候选疫苗对使用immunoinformatics-based反向疫苗学的方法
- 1实验室疫苗生物技术、动物生物技术分工、兽医学和畜牧业,Sher-e-Kashmir农业科学技术大学的克什米尔,印度斯利那加
- 2大学生物学系克什米尔,印度斯利那加
- 3计算生物学,Daskdan创新经纪有限公司,印度斯利那加
传染性法氏囊病病毒传染性法氏囊病的病原体(传染性法氏囊病),一种高度传染性免疫抑制疾病的重大经济影响小,鸡和大规模家禽行业全球。目前,减毒活疫苗疫苗广泛用于控制鸡的疾病,尽管他们的安全问题(免疫抑制和法氏囊萎缩)和效率(突破母体的抗体效价)。克服缺点,目前的研究,第一次,试图建立一个计算模型,基于multiepitope对传染性法氏囊病病毒候选疫苗,这有可能克服的安全与保护问题中发现现有的减毒活疫苗疫苗。基于当前的研究使用反向疫苗学immunoinformatics方法构建候选疫苗使用主要和次要的病毒衣壳蛋白,分别VP2、VP3。疫苗构建由四个CD8+七个CD4抗原表位,+t细胞抗原表位,11 B细胞抗原表位和霍乱毒素B辅助,使用适当的灵活的肽连接器连接。疫苗的构建被评估为抗原VaxiJen得分为0.6781,与IEDB得分为2.89887,non-allergenic免疫原性。55.64 kDa构造进一步评估其物理化学特征,表明它是稳定与不稳定指数16.24,基本理论π为9.24,耐热性的脂肪指数为86.72−0.256分的亲水性和肉汁。对接和分子动力学模拟研究疫苗的构建与toll样receptor-3显示公平结构相互作用(−295.94千卡/摩尔的亲和力)和复杂的稳定。进一步,预测疫苗抗体和细胞因子诱导的构造表示可能引出宿主对病毒的免疫反应。工作是一个重要的尝试开发下一代疫苗传染性法氏囊病病毒虽然还需要进一步的实验研究来评估的有效性和protectivity提出的候选疫苗在活的有机体内。
介绍
传染性法氏囊病(IBD)是一种具有经济意义和家禽传染疾病。炎症性肠病,也被称为传染性法氏囊病,是由双链RNA病毒(dsRNA)称为传染性法氏囊病病毒(IBDV)。病毒属于家庭Birnaviridae,复制的法氏囊(BF)年轻的鸡淋巴细胞造成损耗(1,2)。因此,年轻的鸡与炎症性肠病有明显的免疫抑制,使其产生继发感染的风险(3)。IBDV与二十面体对称和非包膜病毒bi-segmented dsRNA基因组(4,5)。段的基因组包含两个部分重叠较大和较小的开放阅读框(orf)。更大的开放框架产生110 kDa多元蛋白self-processes成两个结构性衣壳蛋白(VP2、VP3)和非结构性蛋白酶蛋白VP4、分子量的48岁到三十五,和24 kDa,分别为(6,7)。较小的ORF编码VP5多肽(8),一个非结构性的蛋白质不是病毒复制所必需的在体外但病毒释放的关键。VP2多肽形式IBDV的主要衣壳和携带的主要免疫因素诱发中和抗体(9)。由于VP2的相当大的保护氨基酸序列在IBDV毒株,线性抗原表位已确定的残留水平。然而,conformation-dependent抗原表位的特点是核心区域覆盖氨基酸残基206 - 350,唯一的抗原变化被发现的地方。轻微的衣壳蛋白VP3是一个与免疫原性抗原,抗体最早出现在感染IBDV针对VP3 (10)。段B病毒基因组编码的非结构蛋白VP1 (97 kDa),依赖RNA的RNA聚合酶(RdRp) (11)。绑定到基因组RNA, RdRp保持封闭在病毒粒子。
IBD的精确控制,可能只有通过疫苗接种后政权的高度传染性IBDV生存是一个弹性的和持续的病毒在禽类的房子尽管严格的消毒(12)。尽管现在的许多好处IBD疫苗(减毒活疫苗疫苗;轻型装甲车)提供,为各种原因进一步的改进是必要的。轻型装甲车被发现的功效降低抗体的存在从母体派生(MAb)保护年轻的鸡在最初几周(13,14)。除了可怜的功效马伯的存在,他们也拥有严重的安全问题造成不同程度的法氏囊萎缩和退化,除了抗原变异的出现在接种疫苗的羊群,尤其是非常致命的毒株(15- - - - - -17)。
Multiepitope-based疫苗(兆电子伏)肽链型疫苗,包括T细胞和B细胞抗原表位,能够触发有效的细胞和体液免疫反应(18)。兆电子伏可以证明一个有前途的战略来对抗病毒感染,可能引发广泛的免疫反应由于T细胞受体(TCR)公认的主要组织相容性复合体(MHC)限制目标抗原的抗原表位。此外,兆电子伏提供改进的免疫原性和持久的免疫反应与免疫有关,没有任何的副作用比传统疫苗(19- - - - - -25)。尽管兆电子伏,这种优势可能会证明强大的预防性和治疗性药物,合适的目标抗原的筛选及其immunodominant抗原表位,以及开发有效的交付系统,继续当前兆电子伏设计的挑战。因此,一个有效的兆电子伏的发展依赖于immunodominant选择合适的候选抗原和抗原表位与(26- - - - - -28)。因此本研究旨在开发一个潜在兆电子伏对IBDV通过immunoinformatics针对主要和次要的衣壳蛋白,分子建模和反向疫苗学的方法。
材料和方法
蛋白质序列的检索
VP2、VP3蛋白序列来自10个不同的IBDV毒株(补充表1FASTA格式的)获得的国家生物技术信息中心(NCBI)的蛋白质数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein)。多序列比对进行参考序列获得使用DNA从NCBI明星(美国WI DNASTAR, Inc.Madison) ClustalW参数。参考序列的抗原性是评估使用VaxiJen v2.0服务器,使用0.4抗原性阈值(http://www.ddg-pharmfac.net/VaxiJen/VaxiJen/VaxiJen.html)(29日)。
t细胞抗原表位鉴定
在这项研究中,人类HLA等位基因被认为不是鸡HLA等位基因的不可用适用的数据。因此,跟数据被用来预测特定序列的MHC抗原表位(30.,31日)。人类和鸡有不同MHC等位基因;然而,据报道,MHC单体型锚残渣地区两个物种具有可比性(32)。
细胞毒性t细胞(CTL / CD8+)表位预测
被发现是抗原的序列进一步提交NetCTL v1.2服务器(https://services.healthtech.dtu.dk/service.php?netctl - 1.2)9个氨基酸的一代长片段(33)。碎片被过滤基于与MHC的交互类我HLA等位基因和CD8的生产+T细胞的反应。稳定矩阵基本方法(多发性骨髓瘤)的预测方法IEDB工具(http://tools.iedb.org/mhci/)是用来识别mhc i CTL / CD8 HLA绑定+抗原表位的结果9个氨基酸长片段(34)。参数设置为人类作为MHC源物种,氨基酸长度9和IC50值< 250。抗原性的筛选抗原表位被评估使用VaxiJen v2.0服务器0.5抗原性阈值。潜在的抗原进一步受到IEDB mhc i免疫原性工具(http://tools.iedb.org/immunogenicity/)免疫原性评估(35)。
辅助t细胞(HTL / CD4细胞+)表位预测
抗原共识VP2、VP3序列提交IEDB mhc ii绑定工具(http://tools.iedb.org/mhcii/)来预测HTL抗原表位与MHC II类HLA等位基因(交互36)。等位基因的长度调整到15 250和IC50阈值过滤掉可能的抗原表位。潜在IFN-γ细胞因子的筛选抗原表位随后被评估使用干扰素诱导抗原决定基工具(http://crdd.osdd.net/raghava/ifnepitope/)和SVM(支持向量机)方法和干扰素与non-IFN预测模型(37)。此外,IL4诱导物抗原表位被确定使用IL4pred工具(http://crdd.osdd.net/raghava/il4pred/)(38)。选中的抗原表位被评估使用immunoinformatic技术相同的抗原性用来测试CTL表位。
线性b细胞表位预测
抗原共识序列受到ABCPRED服务器(https://webs.iiitd.edu.in/raghava/abcpred/)来识别抗原,可以触发抗体的生产诱发一个B细胞免疫反应。服务器使用一个人工神经网络预测线性B细胞抗原表位(39)。潜在的抗原表位筛选的基础上,选择预测参数:16的窗口长度和阈值为0.51。
保护和变应原性评估
选中的T细胞和B细胞抗原表位免疫原性抗原和评估使用IEDB保护在保护抗原工具(http://tools.iedb.org/conservancy/)(40)。AllerTop v2.0工具(https://www.ddg-pharmfac.net/AllerTOP/)被用来评估守恒的抗原表位的变应原性和识别非过敏性抗原表位(41,42)。
疫苗的设计和评估
CD8的热门候选人+,CD4+和B细胞抗原表位被确定使用几个immunoinformatic工具,如上所示。构建IBD-MEV,这些抗原表位加上佐剂与适当的链接器肽。CD8+/细胞毒性t淋巴细胞抗原表位与使用AAY链接器,和CD4细胞+/ HTL使用GPGPG连接器连接。HEYGAEALERAG链接器被用来加入细胞毒性t淋巴细胞抗原表位与HTL抗原表位,而B细胞抗原表位被KK连接器相连。一个适当的佐剂,霍乱毒素B亚基(施)成立的N终端使用EAAK链接器的构造肽。佐剂是包括增强疫苗的免疫原性构造(43)。兆电子伏构造评估抗原性和过敏性使用VaxiJen v2.0服务器和AllerTop v2.0服务器,分别。与此同时,ProtParam53 web服务器(https://web.expasy.org/protparam/)的物理和化学特性决定的,例如分子量(kDa),氨基酸残基的数量,理论的等电点(π),估计半衰期,不稳定指数、脂肪指数hydropathicity,大的平均hydropathicity(肉汁)(44)。
二级和三级结构预测和验证
最后的主要序列构造受到PSIPRED web工具(http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/二级结构的预测和分析)(45)。虽然AlphaFold2-based Colabfold来预测和生成疫苗构建的三级结构(46,47)。提高的质量结构,三级结构预测受到分子细化的援助GalaxyRefine服务器(http://galaxy.seoklab.org/cgi-bin/submit.cgi?type=REFINE)(48)。由此产生的模型筛选使用GDT-HA RMSD,和MolProbity分数选择最精致的模型,并验证了使用拉马钱德兰情节和ProSA-web-predicted z分数(https://prosa.services.came.sbg.ac.at/prosa.php)(49,50)。
对接和分子动力学仿真分析
疫苗的构建与Toll样受体3(停靠TLR3;PDB ID: 1 ziw)使用HDOCK服务器(http://hdock.phys.hust.edu.cn/与默认参数()51)。服务器为每个对接运行提供了10个姿势,在模型选择最低的结合能和可视化PyMOL (https://pymol.org/),发现工作室Biovia 2021 (https://discover.3ds.com/)。进行分子动力学模拟GROMACS 2021.1使用OPLS-AA / L所有原子力场研究复杂的稳定(52)。复杂的是放置在一个单元电池,定义为一个1 nm多维数据集,使用溶剂合物与水溶剂化模型。根据电荷离子添加当前疫苗构建,和获得electro-neutral结构是通过能量最小化放松的。水的平衡在复杂NVT和不扩散核武器条约》的条件下进行100 ps。温度设置为300 K。平衡阶段后,MD模拟数据收集执行50 ns最终运行的时间步2 fs恒压(1条)和温度(300 K)。由此产生的轨迹进行了分析使用GROMACS的内置的工具。
在网上克隆和优化疫苗的构建
使用Java密码子适应工具(http://www.jcat.de/),疫苗构建密码子优化的使用大肠杆菌K12的应变作为东道主的有机体。JCat适应定义使用密码子适应指数(CAI)和GC的内容优化序列(53)。理想的CAI编辑基因序列的分数大约是0.8和1.0,与GC−30%比例的70%,表明更好的基因表达相关的生物没有翻译错误(54)。优化疫苗序列,限制网站BamHI(GGATCC)添加到5′末端XhoI(CTCGAG)限制网站添加到3′末端。SnapGene观众V3.2.1 (http://www.snapgene.com/)进行in-silico优化疫苗序列的克隆到pET-28a(+)表达载体系统。
在网上疫苗的免疫模拟构造
C-ImmSim服务器(https://kraken.iac.rm.cnr.it/C-IMMSIM/)是用来模拟和评价疫苗的免疫反应构建为指定的疫苗接种计划(55)。疫苗接种无脂多糖(LPS)是用于仿真,和所有其他参数都保留为默认值。一个注射疫苗的构建是在两个区间;7天18。
结果
细胞毒性t细胞(CTL / CD8+)表位预测
VP2、VP3共识序列受到NetCTL v1.2服务器来预测特定的免疫原性细胞毒性t淋巴细胞抗原表位。150年和70年共九聚物从VP2、VP3蛋白抗原表位,和他们每个人都有一个相当大的亲和力的12总科HLA等位基因。使用IEDB mhc i预测工具,CTL表位九聚物被审查特定的mhc i亲和力SSM-based方法。抗原表位被过滤的IC50值参数(< 250),产生86 VP2和37 VP3细胞毒性t淋巴细胞抗原表位。与VaxiJen v2.0服务器筛选抗原表位的研究对抗原性(阈值≥0.5)。VP2、VP3蛋白的抗原表位预测中,47个和16个抗原表位显示相当大的潜在抗原,抗原得分最高的1.6076和0.8179对VP2抗原决定基“TSYDLGYVR”和VP3 EAAANVDPL抗原决定基”。“免疫原性的评估使用IEDB工具后,抗原表位被过滤到26 8 VP2、VP3免疫原性抗原表位。最后,过敏性和保护进行了分析使用AllerTop v2.0服务器和整个抗原IEDB保护工具,过敏和non-conserved抗原表位筛选出来,只有15 2 VP2、VP3细胞毒性t淋巴细胞抗原表位被视为结束预测抗原表位(表1)。
辅助t细胞(HTL / CD4细胞+)表位预测
总的来说,616 VP2和206 VP3 15 - m抗议HTL抗原表位被确定使用IEDB mhc ii绑定工具筛选出来通过基于IEDB过滤工具IC50值(< 250)和VaxiJen工具抗原性得分(≥0.4)。15 - m抗议的抗原表位被进一步检查IFN-gamma使用干扰素和白介素诱导物属性表位和IL-4pred immunoinformatic工具。总共有99 VP2 VP3 CD4和100+T细胞抗原表位房地产诱导IFN-γ展出,而只有25 VP2抗原表位和16 VP3抗原表位展出il - 4诱导物的属性。最后,抗原性和变应原性进行了分析使用VaxiJen和AllerTop v2.0服务器,non-antigen和过敏性抗原表位筛选出来。6 VP2抗原表位和1 VP3抗原决定基被认为是最有前途的HTL表位候选人最终疫苗构建(表2)。
线性b细胞表位预测
一个iitd.edu.in服务器用于生成46 VP2 24 VP3 B细胞抗原表位。这些,28 VP2和10 VP3抗原表位抗原的公布VaxiJen服务器(阈值> 0.5)。免疫原性分析进一步筛选抗原表位14 VP2和4 VP3免疫原性抗原表位。免疫原性抗原表位中,只有9 VP2和3 VP3 B细胞抗原表位被评为non-allergenic,选择最后一个疫苗构建,省略过敏性抗原表位(表3)。
疫苗的设计和评估
抗原表位是结合构建兆电子伏候选人对IBDV基于他们的抗原性,免疫原性,non-allergenic和重叠特征。最后IBD-MEV设计包括4 CTL, 7 HTL 11线性B细胞抗原表位,和施莱佐剂,AAY连接器连接CTL, GPGPG连接器连接HTL, KK连接器连接B细胞抗原表位。所有辅助附加在氨基的EAAK链接器增加IBD-MEV的免疫原性。此外,HEYGAEALERAG链接器之间插入CTL和HTL抗原表位,和一个EAAK衬管的c端添加了IBD-MEV构造(图1一个)。522 -残渣IBD-MEV构造分子量为55.64 kDa评估抗原性,免疫原性,过敏性,除了物理和化学性质。疫苗被证明为抗原(VaxiJen得分= 0.6781),免疫原性(得分= 2.89887),non-allergenic。物理化学性质的评估使用ProtParam服务器提出IBD-MEV构造的理论(PI)等电点为9.24,这实质上基本。IBD-MEV构造确定稳定的不稳定指数16.24,耐热性的脂肪指数为86.72,与亲水肉汁−0.256的分数。
图1。结构分析和验证设计疫苗。(一)最终疫苗构建的方案设计。AAY连接器加入细胞毒性t淋巴细胞抗原表位,HTL抗原表位是加入了GPGPG KK连接器连接基团和b细胞抗原表位。霍乱毒素B(施)添加佐剂的n端序列EAAK链接器。额外EAAK链接器c端和HEYGAEALERAG连接器CTL和HTL抗原表位结合。(B)精制疫苗构建的三维结构;(C)ProSA-web评估疫苗三级结构。评估显示Z−4.49的分数,说明质量很好。(D)拉马钱德兰情节的精细结构分析。残留的评估显示,96.0%的疫苗出现在最受欢迎的地区。
二级和三级结构预测和验证
PSIPRED服务器检查IBD-MEV的二级结构属性。因此,构造了22.22%的氨基酸α-helix构象和23.56%的氨基酸β-strand构象和54.22%的线圈结构构象(补充图1)。IBD-MEV构建的三级结构预测使用AlphaFold2-based Colabfold,虽然GalaxyRefine服务器来完善结构(图1 b)。细化模型得到GDT-HA得分为0.8582,表示值为0.682,MolProbity得分1.459和旋转异构体得分为0.7分,表明模型的高质量。首选精炼模型结构验证使用拉马钱德兰情节,有96.0%残留青睐的地区(图1 c)。该模型进一步验证使用ProSA-web和半衰期为30 h在哺乳动物网织红细胞(在体外在酵母),> 20 h, > 10 h大肠杆菌(在活的有机体内)。此外,Z−4.49的得分了,这说明结构的高质量(图1 d)。的结构评估IBD-MEV三级结构中显示补充图1 b- - - - - -F)。
对接和分子动力学仿真分析
IBD-MEV构造进行的对接与TLR3受体使用HDOCK服务器。TLR3是一个重要的TLR家族成员认识到病毒双链RNA。生产对接模型可视化使用PyMOL和发现工作室Biovia 2021。返回的HDOCK模型基于绑定亲和筛选,并与Δ模型G−295.94千卡/摩尔被选中(价值图2)。TLR3和兆电子伏揭示交互残留的各种类型的两个结构之间的相互作用(图2 c)。复杂受到MD模拟来评估停靠复杂的稳定、绑定和动态(补充的电影)。骨干RMSD和residue-wise RMSF整个50 ns仿真轨迹进行了分析。RMSD波动的比较为骨干的原子IBD-MEV对接和MEV-TLR3之前复杂的象征兆电子伏的稳定系统的绑定兆电子伏TLR3 (图3一)。RMSF分析(图3 b)显示轻微的波动在停靠复杂的侧链原子,这可能反映了高IBD-MEV之间的交互和TLR3。
图2。的分子间相互作用分析设计与蛋白质对接后TLR3兆电子伏。(一)三级结构进行交互,交互残留物被蓝色所示(TLR3)和红色(兆电子伏);(B)相互作用的残留物;TLR3(蒂尔)和兆电子伏(绿色);(C)不同的互动交互残留TLR3和兆电子伏。
图3。在50-ns MD模拟分子动力学仿真分析。(一)分析MEV-TLR3 RMSD轨迹的复杂(黑色)和兆电子伏(红色),相对于骨干。RMSD情节显示复杂的结构稳定性与最小偏差;(B)分析RMSF轨迹MEV-TLR3复杂(黑色),兆电子伏(红色)和兆电子伏TLR3绑定(蓝色)。RMSF情节显示侧链相互作用区域的灵活性。
在网上克隆和优化疫苗的构建
JCat服务器优化密码子使用的最大表达IBD-MEV构造根据大肠杆菌(应变K12)。的获得的CAI值0.99和GC-content 52.36%意味着IBD-MEV表达式的有效性所选主机。IBD-MEV构造的预测DNA序列克隆到pET-28a(+)使用SnapGene表达系统。BamHI在氨基限制序列结合,XhoI网站成立的c端构造(图4)。
在网上免疫疫苗构建的模拟
免疫模拟结果证实各种免疫接种创建的概要文件,与疫苗诱导的免疫反应通过增加抗体交付后仿真。疫苗疫苗接种两种间隔:7天的首次剂量老小鸡和第二11天后第一剂量(天18)。45天的免疫反应进行了研究。C-ImmSim模拟,相比的主要反应由IgM表示,交付IBD-MEV三级构造导致了相当大的增加免疫反应。接受疫苗接种后,产生记忆细胞,B细胞的人口保持内存如果主人成为感染(图5)。抗体的存在,成功保存抗原证实了匆忙的可能性与每个疫苗抗原水平的下降。
图5。C-ImmSim在网上免疫仿真分析,显示对IBDV-MEV构造免疫反应。(一)Immunoglobin生产(彩色山峰)为了应对疫苗注射(黑色;7和18天);(B)的B淋巴细胞组成的内存量(y2)和B-isotypes (IgM、IgG1 IgG2)(C)CD8+T-cytotoxic淋巴细胞(CTL)细胞数量(D)CD4+辅助淋巴细胞(HTL)细胞群;每个国家为了应对抗原注入。
讨论
IBDV是影响年轻的鸡的传染性大问题之一,具有重要的社会经济影响家禽行业直接和间接损失(5)。直接损失包括发病率和死亡率损失,间接损失欠immunosuppression-induced继发感染。因为病毒目标高炉的B细胞,鸡通常显示免疫抑制,对疫苗接种运动,更容易继发感染。温和的使用减毒活疫苗(应变)IBDV的频繁IBDV疫苗接种方案。轻型装甲车模仿感染诱导宿主免疫力,减少临床疾病或免疫抑制。尽管这种治疗可以防止该病的临床适应症,它产生囊的损伤。此外,还存在一种风险,即这些轻型装甲车可能恢复到致命的毒株,导致囊的损伤和免疫抑制(15,16)。轻型装甲车也无效对vvIBDV和迅速中和马伯(30.)。最近,焦点已经转移到发展表位疫苗因其优越的安全性配置文件和后勤管理。表位疫苗的潜在好处是提高安全、节省时间,能够专注于守恒的抗原表位抗原决定基组合增加力量(特别是工程师56)。因此,理性的选择是由隔离和独立所需的原料使用immuno-informatics免疫反应的疫苗开发方法。immunoinformatics技术可以用来设计适当的蛋白质抗原引起抗体反应和细胞介导的免疫反应。因此,本研究旨在构建一个潜在兆电子伏对IBDV通过专注于两个病毒衣壳蛋白,VP2、VP3。VP2的三聚物的形式构成IBDV病毒主要衣壳,而二聚的VP3子单元内小衣壳。VP2在IBDV最好有针对性的疫苗发展战略,因为它是必不可少的选择,进入靶细胞,诱导保护性,中和抗体(9)。VP3也被确认为一个假定的生产multiepitope疫苗抗原(10)。兆电子伏会缓解任何潜在的负面影响雇佣整个病毒粒子,减少毒性和其他降级的可能性与疫苗相关的不良影响。
T细胞抗原表位抗原肽公认的TCR当绑定MHC分子。MHC类我礼物CTL, MHC II级礼物HTL得到CD8抗原表位的认同+和CD4+分别T细胞。识别目标抗原决定基后,CD8+T细胞成熟的细胞毒性T淋巴细胞,从而破坏恶性肿瘤或感染细胞。相比之下,CD4+T细胞成熟HTL,刺激B细胞产生抗体和巨噬细胞,消除目标抗原。据说T淋巴细胞是至关重要的免疫系统细胞所需的完整的保护和一代的保护毒性IBDV抗体(57)。B细胞抗原表位被分泌抗体或B细胞受体刺激免疫反应(57)。因此,B细胞抗原表位诱导体液或免疫抗体介入至关重要,是防御严重IBDV的主线。这种方法使用标准服务器识别和评估适当的CTL, HTL和B细胞抗原表位的有针对性的VP2、VP3蛋白。在评估的基础上,四CTL,七HTL和11 B细胞抗原表位被选为最后疫苗构建。
目前调查施粘膜佐剂添加到最终IBD-MEV构造。大多数疫苗佐剂已成为一个重要组成部分,加强细胞介导免疫反应,减少抗原剂量、诱导长期免疫反应和通常作为受体激动剂(58)。无毒施有很强的亲和力的肠道粘膜GM1-ganglioside受体(43)。施已被广泛用于粘膜免疫策略作为DNA疫苗佐剂。这些策略显示所有作为一个有效的辅助开发粘膜抗体反应和特定的免疫。此外,施莱通过TLR信号通路的激活,在连接先天和适应性免疫是至关重要的。
完成IBD-MEV施工的最后阶段,使用合适的抗原表位和施莱佐剂与灵活的连接器。链接器是提高蛋白质的稳定性和表达的关键在发展中兆电子伏。AAY连接器加入细胞毒性t淋巴细胞抗原表位加强离解和表位鉴定通过防止交界抗原表位的形成。的glycine-rich GPGPG连接器,连接HTL抗原表位提高构造的溶解度,可访问性和灵活性的邻域(30.)。CTL表位是搭配HTL抗原表位使用HEYGAEALERAG连接器,增强抗原决定基表示通过创建不同的蛋白酶体和溶酶体乳沟网站。加入B细胞抗原表位的bi-lysine链接器可以帮助特定的表示每个肽抗体和保留个人的免疫原性属性(30.)。刚性EAAK链接器形成一个α螺旋连接的所有辅助结构的n端改善领域独立性和稳定性(59)。重叠的抗原决定基序列被审查,合并成一个。
为了确认IBD-MEV构造提供了一种有效的免疫反应没有引起过敏反应,必须评估抗原、免疫原性和过敏性属性。IBD-MEV决心是免疫原性抗原和non-allergenic。一般来说,一个有希望的候选疫苗应该有一个比110 kDa,分子量较小的不稳定指数小于40岁,而把它们归入相对稳定。IBD-MEV有分子量55.64 kDa和一个不稳定的指数为16.24,符合标准的一个稳定的疫苗。虽然9.24的预测理论π表示基本性质。这可能是因为IBD-MEV包含基本的氨基酸,如精氨酸(4.2%)、组氨酸(1.5%)和赖氨酸(8.6%)。脂肪指数,它是蛋白质所占据的体积成比例的脂肪族侧链,确定疫苗的热稳定性结构,脂族索引值越高表明热稳定性在宽温度范围内(60,61年)。预计86.72的脂肪指数构建multiepitope疫苗建议蛋白质的热稳定性。用于评估蛋白质的溶解性的关键因素是疏水性的大平均指数(汁),代表一种肽的疏水性的价值。当肉汁值为正,这表明疏水性;当它是负的,这表明亲水性(61年)。的构造,肉汁−0.256,指数反映了极性和高溶解度IBD-MEV构造。
使用Colabfold IBD-MEV三级结构的建模,快速的蛋白质结构和复合物的基础上预测工具AlphaFold2人工智能(AI)系统(46,47)。为了预测结构接近本机系统,3 d模型需要改进和验证,这是通过研究GalaxyRefine服务器(48)。精制的高质量模型由模型表示的全球距离测试高准确度(GDT-HA)得分,RMSD价值,MolProbity分数,和旋转异构体得分。评估使用的精炼模型拉马钱德兰图显示,大多数疫苗的氨基酸残基(96%)是位于地区的喜爱。而ProSA在线服务器的评价Z得分支持疫苗的整体质量(49)。
通常是守恒的membrane-spanning蛋白质作为人体的第一道防线,在先天免疫系统起着至关重要的作用。通常控制细胞因子的转录表达其为病原体通过识别的分子模式源自病原体(62年)。细胞因子的生产触发宿主先天免疫系统调节抗菌反应。在鸡通常,TLR3往往识别病毒极;因此,IBD-MEV停靠反对使用HDOCK TLR3服务器(51,63年)。服务器预测一个健壮的与负吉布斯自由(Δ交互G)值。吉布斯自由能是至关重要的”来形容发生交互作用的大小在一个细胞在某些情况下。吉布斯自由能的更多的负面价值,更加积极可行的交互。因此,一个ΔG−295.94千卡/摩尔表示价值稳定的IBD-MEV和TLR3绑定。PDBSum透露H-bond和盐桥的存在之间的交互IBD-MEV和TLR3 (64年,65年)。执行其他验证的对接结果使用50 ns分子动力学仿真分析,其中均方根偏差(RMSD)和均方根波动(RMSF)复杂,约束和不受约束的IBD-MEV测定。RMSD计算偏差的程度为一组原子各自的初始参考结构。因此,高RMSD值将与结构的不稳定。复杂结构表现出低RMSD轨迹相比兆电子伏,表明IBD-MEV和TLR3绑定在一个稳定和限制的方式。RMSF关于复杂的稳定提供了更多的见解。绑定的伏,结构显示RMSF波动分析,这可能是内在的结构。这些研究表明IBD-MEV可以有效地激活TLR3和增强免疫防御IBDV。
通过建模疫苗接种后的宿主的免疫反应,免疫模拟给洞察的能力对病原体的疫苗构建(66年)。的在网上免疫仿真结果证明生产记忆B细胞、T细胞和免疫球蛋白(Ig)水平升高。第一IBD-MEV政府适度生产抗体是模拟的,而高生产的抗体被观察到在第二个剂量。在免疫球蛋白、高免疫球蛋白和IgM水平模拟,对病毒构成的主要反应。此外,IgG1 + IgG2 IgG1 IgG2包括二级和三级响应还指出在疫苗管理。抗原暴露B淋巴细胞计数增加,特别是记忆B淋巴细胞。进步记忆B淋巴细胞和免疫球蛋白与重复政府的抗原证实的疗效IBD-MEV当主持人暴露在一个长期的时间。T辅助(TH)响应表现出类似的反应,与抗原接触增加记忆细胞计数是预测。相比之下,细胞毒性T细胞保持适度的水平在整个模拟。通过这种方式,IBD-MEV管理模拟的一种有效的体液和细胞免疫反应对IBDV。然而,进一步的研究和实验验证当前的研究结果是必要的确认和验证安全,protectivity和有效性参数。
数据可用性声明
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作者的贡献
搞笑和NS的概念和设计研究。搞笑,啊写了初稿的手稿。JM和助教写的手稿。数控监督in-silico实验。呃,RS、NG和SA的手稿阅读和修改。所有作者批准提交的版本。
的利益冲突
数控是受雇于Daskdan创新,PVT Ltd .)
其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
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收到:2022年12月05;接受:2022年12月29日;
发表:2023年1月13日。
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