Разработка субъединичной вакцины против вируса африканской чумы свиней на основе белка cd2v с использованием методов иммуноинформатики и молекулярной динамики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

При помощи методов иммуноинформатики и молекулярной динамики рассчитана субъединичная вакцина против вируса африканской чумы свиней (АЧС). Смоделирована трехмерная структура выбранного иммуногенного белка вируса АЧС – CD2v, предсказана его топология относительно мембраны. Предсказаны B- и Т-клеточные эпитопы для надмембранной части CD2v, проведена оценка их иммуногенности, аллергенности и токсичности. Для разработки субъединичной вакцины выделен наименее вариабельный участок на основе анализа консервативности предсказанных эпитопов. Для выбранного надмембранного участка методами молекулярной динамики проведены расчеты его стабильности в водно-солевом растворе и показана его структурная стабильность. Методом иммуномоделирования показано, что разработанная вакцина-кандидат способна вызывать стойкий иммунный ответ и не приводит к цитокиновому шторму.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Ивановский

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”; МИРЭА – Российский технологический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.1wanowskiy@gmail.com
Россия, Москва; Москва

В. И. Тимофеев

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: a.1wanowskiy@gmail.com
Россия, Москва

А. В. Калач

МИРЭА – Российский технологический университет

Email: a.1wanowskiy@gmail.com
Россия, Москва

Ю. В. Кордонская

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: a.1wanowskiy@gmail.com
Россия, Москва

М. А. Марченкова

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: a.1wanowskiy@gmail.com
Россия, Москва

Ю. В. Писаревский

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: a.1wanowskiy@gmail.com
Россия, Москва

Ю. А. Дьякова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: a.1wanowskiy@gmail.com
Россия, Москва

М. В. Ковальчук

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”; Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: a.1wanowskiy@gmail.com
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Revilla Y., Pérez-Núñez D., Juergen A. // Adv. Virus Res. 2018. V. 100. P. 41. https://doi.org/10.1016/bs.aivir.2017.10.002
  2. Россельхознадзор. Африканская чума свиней. https://fsvps.gov.ru/jepizooticheskaja – situacija/rossija/jepidsituacija-po-achs-v-rossijskoj-federacii/hronologija-achs/
  3. Liu Q., Ma B., Qian N. et al. // Cell Res. 2019. V. 29. P. 953. https://doi.org/10.1038/s41422-019-0232-x
  4. Ros-Lucas A., Correa-Fiz F., Bosch-Camós L., Rodriguez F. // Pathogens. 2020. V. 9. P. 1078. https://doi.org/10.3390/pathogens9121078
  5. Blome S., Franzke K., Beer M. // Virus Res. 2020. V. 287. № 198099. https://doi.org/10.1016/j.virusres.2020.198099
  6. Borca M.V., Ramirez-Medina E., Silva E. et al. // Viruses. 2020. V. 13 (5). P. 765. https://doi.org/10.3390/v13050765
  7. Lewis T., Zsak L., Burrage T.G. et al. // J. Virol. 2000. V. 74 (3). P. 1275.
  8. Monteagudo P.L., Lacasta A., Lopez E. et al. // J. Virol. 2017. V. 91 (21). https://doi.org/10.1128/JVI.01058-17
  9. Moore D.M., Zsak L., Neilan J.G. et al. // J. Virology. 1998. V. 72 (12). P. 10310.
  10. O'Donnell V., Holinka L.G., Gladue D.P. et al. // J. Virol. 2015. V. 89 (11). P.6048. https://doi.org/10.1128/JVI.00554-15
  11. O'Donnell V., Risatti G.R., Holinka L.G. et al. // J. Virol. 2017. V. 91 (1). https://doi.org/10.1128/JVI.01760-16
  12. Reis A.L., Goatley L.C., Jabbar T. et al. // J. Virol. 2017. V. 91. P. 24. https://doi.org/10.1128/JVI.01428-17
  13. Sanchez-Cordon P.J., Jabbar T., Berrezaie M. et al. // Vaccine. 2018. V. 36 (5). P. 707. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2017.12.030
  14. Tran X.H., Le T.T.P., Nguyen Q.H. et al. // Transbound. Emerg. Dis. 2022. V. 69. P. 497. https://doi.org/10.1111/tbed.14329
  15. Алексеев К.П., Раев С.А., Южаков А.Г. и др. // Сельхозбиология. 2019. Т. 54 (6). С. 1236. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.6.1236rus
  16. Purcell A., McCluskey J., Rossjohn J. // Nat. Rev. Drug Discov. 2007. V. 6. P. 404. https://doi.org/10.1038/nrd2224
  17. Шамсутдинова О.А. // Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7. № 2. C. 107. https://doi.org/10.15789/2220-7619-2017-2-107-116
  18. Moyle P.M., Toth I. // ChemMedChem. 2013. V. 8. P. 360. https://doi.org/10.1002/cmdc.201200487
  19. Abass O.A., Timofeev V.I., Sarkar B. et al. // J. Biomol. Struct. Dyn. 2022. V. 40 (16). P. 7283. https://doi.org/10.1080/07391102.2021.1896387
  20. Adekunle B.R., Angus Nnamdi Oli, Mercy Titilayo Asala et al. // Veterinary Vaccine. 2023. V. 2 (1). P. 2772. https://doi.org/10.1016/j.vetvac.2023.100013
  21. Rakitina T.V., Smirnova E.V., Podshivalov D.D. et al. // Crystals. 2023. V. 13. P. 1416. https://doi.org/10.3390/cryst13101416
  22. Zhang M., Lv L., Luo H. et al. // Vet. Res. 2023. V. 54. P. 106. https://doi.org/10.1186/s13567-023-01239-w
  23. Чернышев Р.С., Спрыгин А.В., Иголкин А.С. и др. // Сельскохозяйственная биология. 2022. T. 57. № 4. С. 609. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2022.4.609rus
  24. Колесников И.А., Тимиофеев В.И., Ермаков А.В. и др. // Кристаллография. 2023. Т. 68. № 6. C. 971. https://doi.org/10.31857/S0023476123600179
  25. Ивановский А.С., Колесников И.А., Кордонская Ю.В. и др. // Кристаллография. 2023. Т. 68. № 6. C. 979. https://doi.org/10.31857/S0023476123600805
  26. A0A7T0LXP0 // UniProtKB. https://www.uniprot.org/uniprotkb
  27. Jumper J., Evans R., Pritzel A. et al. // Nature. 2021. V. 596.P. 583. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03819-2
  28. Jeppe H., Trigos K.D., Pedersen M.D. et al. // ВioRxiv. 2022.№ 487609. https://doi.org/10.1101/2022.04.08.487609
  29. The PyMOL Molecular Graphics System, Version 3.0 Schrödinger, LLC. https://pymol.org/
  30. Larsen M.V., Lundegaard C., Lamberth K. et al. // BMC Bioinformatics. 2007. V. 8. P. 424.
  31. https://doi.org/10.1186/1471-2105-8-424
  32. Ponomarenko J., Bui HH., Li W. et al. // BMC Bioinformatics. 2008.V. 9. P. 514. https://doi.org/10.1186/1471-2105-9-514
  33. Sudipto Saha, Raghava G.P.S. // Nucleic Acids Res. 2006. V. 34. P. 202.
  34. https://doi.org/10.1093/nar/gkl343
  35. Sharma N., Naorem L.D., Jain S., Raghava G.P.S. // Brief Bioinform. 2022. V. 23 (5). P. 174. https://doi.org/10.1093/bib/bbac174.
  36. Doytchinova I.A., Flower D.R. // BMC Bioinformatics. 2007. V. 8. P. 4. https://doi.org/10.1186/1471-2105-8-4
  37. Altschul S.F., Gish W., Miller W. et al. // J. Mol. Biol. 1990. V. 215 (3). P. 403
  38. Bui H., Sidney J.H., Li W. et al. // BMC Bioinformatics. 2007. V. 8 (1). P. 361. https://doi.org/10.1186/1471-2105-8-361
  39. Rapin N., Lund O., Bernaschi M., Castiglione F. // PLoS One. 2010. V. 5 (4). P. 9862. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009862
  40. Carvalho L., Sano Gi., Hafalla J. et al. // Nat. Med. 2002. V. 8. P. 166. https://doi.org/10.1038/nm0202-166
  41. Berendsen H.J.C., Postma J.P.M., van Gunsteren W.F. et al. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. P. 3684. https://doi.org/10.1063/1.448118
  42. Parrinello M., Rahman A. // J. Chem. Phys. 1982. V. 76. P. 2662. https://doi.org/ 10.1063/1.443248
  43. Hess B., Bekker H., Herman J.C. et al. // J. Comput. Chem. 1997. V. 18. P. 1463. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-987X(199709)18:12%3C1463::AID-JCC4%3E3.0.CO;2-H
  44. Darden T., York D., Pedersen L. // J. Chem. Phys. 1993. V. 98 (12). P. 10089. https://doi.org/10.1063/1.464397
  45. Potocnakova L., Bhide M., Pulzova L.B. // J. Immunol. Res. 2016. № 6760830. https://doi.org/10.1155/2016/6760830

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пространственная структура белка CD2v с отмеченными субдоменами. Цветом показана топология относительно мембраны: синим – надмембранная часть, красным – мембрана, розовым – подмембранная часть.

Скачать (54KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Расположение белка относительно клеточной мембраны.

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пространственная структура надмембранного домена белка CD2v. Светлым цветом отмечена локализация предсказанных Т-линейных эпитопов.

Скачать (205KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Пространственная структура надмембранного В-субдомена белка CD2v. Светлым цветом отмечена локализация предсказанных В-линейных эпитопов.

Скачать (97KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Антитела и иммуноглобулины. Антитела подразделяются по изотипу (а). Цитокины. Концентрация цитокинов и интерлейкинов. D на врезке – сигнал опасности цитокинового шторма (б). Общее количество В-лимфоцитов, клеток памяти и их разделение на изотипы (в). Количество В-лимфоцитов в плазме крови, разделенное по изотипам (г). Общее количество Т-хелперных лимфоцитов и клеток памяти (д). Общее количество Т-регуляторных лимфоцитов, активных клеток и клеток памяти (е). Макрофаги. Общее количество, интернализованные, представляющие главный комплекс гистосовместимости класса II, активные и покоящиеся макрофаги (ж).

Скачать (917KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Радиус инерции вакцины-кандидата в процессе молекулярной динамики.

Скачать (159KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Среднеквадратичное отклонение атомов вакцины-кандидата в процессе молекулярной динамики.

Скачать (126KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Среднеквадратичная флуктуация (СФК) аминокислотных остатков вакцины в процессе молекулярной динамики.

Скачать (88KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».