مدل‌سازی برهم‌کنش نوکلئوکپسید پروتئین نوترکیب عامل اصلی بیماری موزائیک انجیر، با آنتی‌بادی مونوکلونال به روش‌های In silico

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار، گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 دانشیار، بخش تحقیقات ویروس‌های گیاهی، موسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

4 استاد، گروه گیاه‌پزشکی، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

5 پژوهشگر، مرکز بین‌المللی مطالعات پیشرفته زراعی حوزه مدیترانه، باری، ایتالیا

چکیده

امروزه مهندسی آنتی‌بادی یک رویکرد مهم در طراحی و ساخت آنتی‌بادی‌های تشخیصی و درمانی است. مطالعه برهم‌کنش میان آنتی‌بادی‌ و آنتی‌ژن‌ گامی مهم در طراحی آنتی‌بادی‌هایی با ویژگی‌های مطلوب و موردنظر است. در این راستا، روش‌های مطالعاتی In silico یک ابزار سودمند جهت بررسی ویژگی‌های ساختاری و تعاملات بین مولکولی است. درواقع Docking (جایابی لیگاند) فرآیند پیش‌بینی تعاملات و ترکیبات جفت شوندگی و آنتالپی اتصال مجموعه‌های آنتی‌ژن-آنتی‌بادی است. در این مطالعه ساختارهای سه‌بعدی نوکلئوکپسید پروتئین ویروس موزائیک انجیر Fig mosaic emaravirus (FMV)  به‌عنوان آنتی‌ژن و هم‌چنین آنتی‌بادی به‌صورت قطعات متغیر تک زنجیره‌ای scFv علیه این آنتی‌ژن که از طریق تکنیک نمایش فاژی جداسازی شده بود، توسط نرم‌افزار تحت وب I-TASSER به‌دست آمد. پس از آن ساختارهای مجموعه‌های متصل شونده آنتی‌ژن-آنتی‌بادی و هم‌چنین شبیه‌سازی دینامیکی مولکول‌ها با انجام فرآیند داکینگ مولکولی توسط نرم‌افزار Hex صورت پذیرفت. با تجزیه‌وتحلیل مجموعه‌های متصل شونده آنتی‌ژن-آنتی‌بادی FMVNp-scFv، آمینواسیدهای دخیل در برهم‌کنش این مجموعه‌ها شناسایی گردید. نتایج نشان داد که تمام این اسیدهای آمینه‌ها متعلق به نواحی فوق متغیر (CDR) بودند. درمجموع نتایج حاصل از این مطالعه بیوانفورماتیکی می‌تواند در طراحی و توسعه آنتی‌بادی‌های جدید با گیرایی بالاتر در تشخیص ویروس موزائیک انجیر کمک نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Modeling Study on the Interaction Between Recombinant Nucleocapsid Protein of the Main Causal Agent of Fig Mosaic Disease with Monoclonal Antibody by In Silico Methods

نویسندگان [English]

  • Morteza Shahmirzaie 1
  • Farshad Rakhshandehroo 2
  • Mohammadreza Safarnejad 3
  • Hamidreza Zamanizadeh 4
  • Toufic Elbeaino 5
1 PhD. Student, Department of Plant Protection, College of Agricultural Sciences and Food Industries, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Department of Plant Protection, College of Agricultural Sciences and Food Industries, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Plant viruses, Iranian Research Institute of Plant Protection, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
4 Professor, Department of Plant Protection, College of Agricultural Sciences and Food Industries, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
5 Research Scientist, Istituto Agronomico Mediterranero di Bari, Via Ceglie 9, 70010 Valenzano (BA), Italy
چکیده [English]

Nowadays, antibody engineering is an important approach to design and generate of therapeutic and diagnostic antibodies. The study of the interactions between antibodies and antigens is a critical step in the design of antibodies with desired properties, In silico docking analyzes is a useful tool for structural characterization of bimolecular interactions. Docking is the process of predicting bound conformations and binding enthalpy of antibody–antigen complexes. In this study, the three-dimensional structures of FMV nucleocapsid protein as an antigen as well as monoclonal antibody in form of scFv which was selected against the antigen by Phage display technique were built by I-TASSER software and then the binding complexes and molecular dynamics (MD) simulations were done by Hex software. By analyzing of the FMVNp-scFv complexes, important amino acids involved in antigen–antibody interactions were identified which all of them were belong to the CDRs. In conclusion, results obtained from this bioinformatics study could be helpful to design and development of the new antibodies with high affinities for FMV diagnosis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • FMVNp-scFv antibody
  • I-TASSER software
  • Hex software
  • Homology modeling
  • Molecular docking
دوفصلنامه فن آوری زیستی در کشاورزی(علمی-پژوهشی)
دوره 10، شماره 1
شهریور 1398
صفحه 1-8

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار