نمایش اپی توپ L2 ویروس پاپیلوما انسانی در سطح ذرات شبه ویروسی (VLP) برگ بادبزنی مو
کد مقاله : 1332-23IPPC
نویسندگان
1تهران، کیلومتر 17 اتوبان تهران کرج، بلوار پژوهش، دانشکده کشاورزی تربیت مدرس
2گروه بیماری شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3گروه بیوفیزیک، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
4گروه آنالیزهای دارویی، دانشکده دارو سازی، دانشگاه لیژ، بلژیک
5گروه آنزیم شناسی و مونتاژ پروتئین، مرکز مهندسی پروتئین، دانشگاه لیژ، بلژیک
چکیده
استفاده از ویروسهای گیاهی در نانوپزشکی به سرعت در حال گسترش است. فناوری ذرات شبه ویروسی یک روش امیدبخش برای ایجاد واکسن کارآمد و موثر و ابزاری برای استفاده در فناوری نانو ارائه شده است. پروتئین پوششی ویروسها از ساختارهای بسیار سازمان یافته وتکراری تشکیل شده که برای ایجاد پاسخ ایمنی ایده آل هستند. ویروس های گیاهی برای سایر موجودات غیربیماری زا هستند و بنابراین استفاده از آن ها در تحقیقات زیست پزشکی هیچ خطر زیستی ندارد بنابراین از آن ها به عنوان چهارچوبی برای قرار دادن اپی توپ های هترولوگوس استفاده می شود. بررسی قابلیت ذرات ویروس برگ باد بزنی مو به عنوان یک چهارچوب مناسب برای ارائه اپی توپ L2 مد نظر قرار گرفت. با استفاده از اطلاعات بیوانفورماتیکی، محل مناسبی برای درج اپی توپ در پروتئین پوششی ویروس برگ باد بزنی مو بررسی شد، ساختار دوم اپی توپ L2 با استفاده از نرم افزار MODELLER مدلسازی شد و با استفاده از مهندسی ژنتیک در یکی از لوپ های خارجی پروتئین پوششی ویروس برگ بادبزنی مو درج شد. سازه GFLV-L2 در باکتری Escherichia coli سویه های BL21 و Shuffle کلون و بیان شد. سطح قابل توجهی از پروتئین نامحلول برای سازه GFLV-L2 در باکتری E.coli به دست آمد. پس از محلول سازی پروتئین، ذرات شبه ویروس GFLV-L2 در شرایط آزمایشگاهی مونتاژ شدند. تشکیل ذرات شبه ویروسی GFLV-L2 با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) تایید شد. بیان موفقیت آمیز سازه GFLV-L2 در باکتری E.coli و مونتاژ ذرات شبه ویروسی GFLV-L2 در شرایط آزمایشگاهی تایید می کند که ویروس برگ باد برنی مو می تواند به عنوان چهارچوب واکسن مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Presentation of the L2 epitope of Human papillomavirus on the surface of Grapevine fan-leaf Virus-like particles
Authors
Razieh Yazdni fazlabadi, Masoud Shams-Bakhsh, Seyed Shahriar Arab, Anne-Catherine Servais, Alain Brans
Abstract
Presentation of the L2 epitope of Human papillomavirus on the surface of Grapevine fan-leaf Virus-like particles
The application of plant viruses in nanomedicine has evolved rapidly. Virus-like particle (VLP) technology represents a promising approach for generation of efficient peptide vaccines and materials for use in nanotechnological applica structures, that are ideally suited for eliciting an immune response. The vast majority of plant viruses are non-infectious toward other organisms and therefore their use in biomedicine presents no biological hazard. Therefore, plant viruses used as a platforms for insert heterologous epitopes. To test the feasibility of Grapevine fan-leaf Virus (GFLV) particles, as a scaffold for epitope presentation and identify sites for epitope fusion or insertion that would not interfere with virus-like-particle formation, chimeric GFLV coat protein (CP) gene construct was investigated and engineered by using bioinformatics information. The L2 epitope secondary structure was modeled by MODELLER software and was genetically inserted at the predicted external loop structures of GFLV coat protein. GFLV-L2 was cloned and expressed in Escherichia coli (BL21and Shuffle) cells. High levels of insoluble protein expression, relative to protein from the entire cell lysate, were obtained for GFLV-L2 in E. coli. The purified protein was identified by Western blotting analysis. The GFLV-L2 self-assembles into GFLV-L2-like particles in in vitro. Transmission electron microscopy was used to visualize the morphology of the particles that the particles were similar in size and morphology. Our results detail the successful expression of GFLV-L2 and formation VLPs in E. coli, improving their candidacy as a vaccine platform.
The application of plant viruses in nanomedicine has evolved rapidly. Virus-like particle (VLP) technology represents a promising approach for generation of efficient peptide vaccines and materials for use in nanotechnological applica structures, that are ideally suited for eliciting an immune response. The vast majority of plant viruses are non-infectious toward other organisms and therefore their use in biomedicine presents no biological hazard. Therefore, plant viruses used as a platforms for insert heterologous epitopes. To test the feasibility of Grapevine fan-leaf Virus (GFLV) particles, as a scaffold for epitope presentation and identify sites for epitope fusion or insertion that would not interfere with virus-like-particle formation, chimeric GFLV coat protein (CP) gene construct was investigated and engineered by using bioinformatics information. The L2 epitope secondary structure was modeled by MODELLER software and was genetically inserted at the predicted external loop structures of GFLV coat protein. GFLV-L2 was cloned and expressed in Escherichia coli (BL21and Shuffle) cells. High levels of insoluble protein expression, relative to protein from the entire cell lysate, were obtained for GFLV-L2 in E. coli. The purified protein was identified by Western blotting analysis. The GFLV-L2 self-assembles into GFLV-L2-like particles in in vitro. Transmission electron microscopy was used to visualize the morphology of the particles that the particles were similar in size and morphology. Our results detail the successful expression of GFLV-L2 and formation VLPs in E. coli, improving their candidacy as a vaccine platform.
Keywords
assembly, Coat protein, electron microscopy, vaccine