تحقیقات آزمایشگاهی دامپزشکی

تحقیقات آزمایشگاهی دامپزشکی

طراحی و مهندسی بیوانفورماتیک آنتی بادی مونوکلونال نوترکیب برعلیه لوپ G-Hپروتئین VP1 کپسید ویروس تب برفکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه پاتوبیولوژی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 موسسه تحقیقات واکسن و سرم سازی رازی، مدیریت تحقیق و توسعه، آزمایشکاه کیت و آنتی بادی
3 ۳. گروه میکروبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران.
4 بخش واکسن‌های ویروسی انسانی، مؤسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی (RVSRI)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، کرج، ایران.
10.22075/jvlr.2026.41182.1218
چکیده
بدلیل شیوع بالا و تنوع ژنتیکی گسترده ویروس RNAدار تب برفکی، سالیانه خسارت اقتصادی قابل توجهی در صنعت دامپروری ایران ناشی ازآن مشاهده می گردد. نظربه نقش مهم لوپ G-H در ناحیه حفاظت‌شده RGD پروتئین VP1 کپسید ویروس در تحریک پاسخ ایمنی، طراحی بیو انفورماتیک آنتی‌بادی‌ مونوکلونال نوترکیب انجام گردید.
اپی‌توپ‌ ها ، پاراتوپ‌های توالی‌های پروتئینی و ساختارهای آنتی‌بادی‌های متصل‌ به VP1 ویروس تب‌برفکی، پس از ویرایش در برنامه Chimera، با سرورهای تخصصی و ابزار داکینگ تحلیل شد. سپس ویژگی‌های تغییرات پس از ترجمه و خصوصیات اتصال سازه نهایی زنجیره‌های سبک و سنگین با لینکر، سیگنال پپتید و His-tag مهندسی و توالی آن برای بیان درمیزبان E. coli ‌بهینه شد. ساختار کریستالوگرافی، سه آمینواسید R3141 ،G3142 و D3143 از لوپ G H در تماس مستقیم با زنجیره سبک و سنگین آنتی‌بادی نشان داد که قوی‌ترین پیوند میان R3141 و D2098 زنجیره سبک با فاصله کمتر از 4 آنگستروم تشکیل می‌شود. همچنین زنجیره سنگین و سبک N گلیکوزیلیشن نداشته و از نظر باقی مانده ها در سطح برخورد به ترتیب 41 و 33 و تعداد پیوندهای هیدروژنی در آن‌ها به‌ترتیب ۲ و ۱ عدد می باشد. سازه نهایی با طول 473 آمینواسید، وزن مولکولی 50.3 کیلو دالتون، pI برابر 6.9 و GRAVY برابر ‎ 0.29 طراحی شد. در نهایت، ‌بهینه‌سازی کدون با CAI 0.91 و GC 54 درصد انجام و سازه در وکتور pET28a به‌صورت مجازی کلون و سپس برای سنتز و همسانه‌سازی به شرکت سازنده ارسال گردید.
کلمات کلیدی: ویروس تب برفکی، آنتی بادی مونوکلونال نوترکیب، طراحی بیوانفورماتیک، پروتئین VP1
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Design and bioinformatics engineering of a recombinant monoclonal antibody against the G H loop of the VP1 capsid protein of the foot and mouth disease virus

نویسندگان English

Mozhgan Helalinasab 1
Mohammad mehdi Ranjbar 2
Hadi Pourtaghi 3
Mohammad kazem Shahkarami 4
1 Department of Pathobiology, SR. C., Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 Razi vaccine &; sera research institute
3 Department of Microbiology, Ka. C., Islamic Azad University, Karaj, Iran.
4 Department of Human Viral Vaccines, Razi Vaccine and Serum Research Institute (RVSRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
چکیده English

Due to the high prevalence and extensive genetic diversity of foot-and-mouth disease virus (FMDV), an RNA virus, substantial annual economic losses occur in Iran’s livestock farming and food production sectors. Considering the important role of the G–H loop, particularly the conserved RGD motif within the VP1 capsid protein, in eliciting immune responses, recombinant monoclonal antibodies were designed using bioinformatics approaches.
The epitopes and paratopes of protein sequences and antibody structures binding to FMDV VP1 were edited in Chimera and subsequently analyzed using web-based servers and molecular docking tools. Next, post-translational modification features and antibody-binding properties were evaluated. The final engineered scFv construct, consisting of light and heavy chains connected by a linker and containing a signal peptide and His-tag, was optimized for expression in E. coli.
Crystallographic structure analysis showed that three amino acids, R3141, G3142, and D3143, from the G–H loop were in direct contact with both the light and heavy chains of the antibody. The strongest interaction was observed between R3141 and D2098 of the light chain, with a distance of less than 4 Å. In addition, no N-glycosylation sites were detected in either the heavy or light chain. The numbers of interface residues in the heavy and light chains were 41 and 33, respectively, while the numbers of hydrogen bonds were 2 and 1, respectively.
The final construct consisted of 473 amino acids and had a calculated molecular weight of 50.3 kDa, an isoelectric point of 6.9, and a GRAVY value of 0.29. Finally, codon optimization was performed for expression in E. coli, resulting in a CAI value of 0.91 and a GC content of 54%. The designed construct was virtually cloned into the pET28a vector and subsequently submitted to the manufacturer for synthesis and cloning.

Keywords: Foot-and-mouth disease virus, Recombinant monoclonal antibody, Bioinformatics design, VP1 protein

کلیدواژه‌ها English

Foot-and-mouth disease virus
Recombinant monoclonal antibody
Bioinformatics design
VP1 protein

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 01 شهریور 1405