Разработка субединичной вакцины-кандидата для профилактики лихорадки Денге с помощью методов иммуноинформатики

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

На основе анализа надмембранных доменов капсидного белка вируса лихорадки Денге спроектирован прототип вакцины против данного вируса. Для предсказания структуры эпитопов с помощью нейронной сети AlphaFold2 смоделированы пространственные структуры доменов. В результате моделирования молекулярной динамики вакцин-кандидатов с использованием программного пакета Gromacs-2023 показано сохранение структурной стабильности всех исследуемых субдоменов. С помощью программы C-IMMSIMM предсказана способность вакцины-кандидата вызывать выраженный первичный и устойчивый вторичный клеточный иммунный ответ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Тюленев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: tiulenev.aa@phystech.edu
Россия, Москва

В. И. Тимофеев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: tiulenev.aa@phystech.edu
Россия, Москва

А. А. Чернявский

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: tiulenev.aa@phystech.edu
Россия, Москва

А. С. Ивановский

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: tiulenev.aa@phystech.edu
Россия, Москва

Ю. В. Кордонская

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: tiulenev.aa@phystech.edu
Россия, Москва

Ю. В. Писаревский

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: tiulenev.aa@phystech.edu
Россия, Москва

Ю. А. Дьякова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: tiulenev.aa@phystech.edu
Россия, Москва

Список литературы

  1. Некоммерческое партнерство “Национальное научное общество инфекционистов”. Клинические рекомендации Лихорадка денге у взрослых. http://nnoi.ru/uploads/files/protokoly/Lih_Denge_adult.pdf
  2. World Health Organization. “Dengue and severe dengue”. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/dengue-and-severe-dengue
  3. Keelapang P., Sriburi R. // J. Virol. 2004. V. 78. P. 2367. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17067286/
  4. Роспотребнадзор. Памятка: “Лихорадка Денге. Что это такое?”. https://71.rospotrebnadzor.ru/content/596/85820/
  5. Роспотребнадзор. О ситуации с лихорадкой Денге в мире. http://rospotrebnadzor.ru/about/info/news/news_details.php?ELEMENT_ID=10432&sphrase_id=1490042
  6. Хохлова Н.И., Краснова Е.И., Позднякова Л.Л. // Журнал инфектологии. 2015. Т. 7. № 1. С. 65. https://doi.org/10.22625/2072-6732-2015-7-1-65-69
  7. Сайфуллин М.А., Келли Е.И., Базарова М.В. и др. // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2015. Т. 20. № 2. С. 49.
  8. 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
  9. Adekunle B.R., Angus N.O., Mercy T.A. et al. // Veterinary Vaccine. 2023. V. 2. № 1. P. 2772. https://doi.org/10.1016/j.vetvac.2023.100013
  10. Rakitina T.V., Smirnova E.V., Podshivalov D.D. et al. // Crystals. 2023. V. 13. P. 1416. https://doi.org/10.3390/cryst13101416
  11. UniProtKB. A0A6B7HXR6. https://www.uniprot.org/uniprotkb
  12. Altschul S.F., Gish W., Miller W. et al. // J. Mol. Biol. 1990. V. 215. № 3. P. 403. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0022283605803602
  13. Jeppe H., Trigos K.D., Pedersen M.D. et al. // ВioRxiv. 2022. P. 487609. https://doi.org/10.1101/2022.04.08.487609
  14. Jumper J., Evans R., Pritzel A. et al. // Nature. 2021. V. 596. P. 583. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03819-2
  15. DeLano W.L. // The PyMOL Molecular Graphics System, Version 1.8; Schrödinger. New York: LLC, 2015. https://pymol.org/
  16. Larsen M.V., Lundegaard C., Lamberth K. et al. // BMC Bioinformatics. 2007. V. 8. P. 424. https://doi.org/10.1186/1471-2105-8-424
  17. Ponomarenko J., Bui HH., Li W. et al. // BMC Bioinformatics. 2008. V. 9. P. 514. https://doi.org/10.1186/1471-2105-9-514
  18. Bangov I.P., Doytchinova I.A. // J. Mol. Model. V. 20. № 6. P. 2278. https://doi.org/10.1007/s00894-014-2278-5
  19. IEDB Solutions Center. Introducing the Antigen Summary Page. https://help.iedb.org/hc/en-us/articles/29457536364443
  20. 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
  21. Doytchinova I.A., Flower D.R. // BMC Bioinformatics. 2007. V. 8. P. 4. https://doi.org/10.1186/1471-2105-8-4
  22. Carvalho L., Sano Gi., Hafalla J. et al. // Nat. Med. 2002. V. 8. P. 166. https://doi.org/10.1038/nm0202-166
  23. Rapin N., Lund O., Bernaschi M., Castiglione F. // PLoS One. 2010. V. 5. № 4. P. 9862. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009862
  24. Jorgensen W.L., Chandrasekhar J., Madura J.D. et al. // J. Chem. Phys. 1983. V. 79. P. 926. https://doi.org/10.1063/1.445869
  25. Lemak A.S., Balabaev N.K. // Berendsen Thermostat. https://www.wellesu.com/10.1080/08927029408021981
  26. Bender C.M., Orszag S.A. // Advanced Mathematical Methods for Scientists and Engineers I. https://www.sci-hub.ru/10.1007/978-1-4757-3069-2
  27. Parrinello M., Rahman A. // Polymorphic transitions in single crystals: A new molecular dynamics method. https://www.sci-hub.ru/10.1063/1.1675789
  28. Hockney R.W., Eastwood J.W. // Computer Simulation Using Particles (CRC Press, Boca Raton, 1988)
  29. Lindorff-Larsen K., Piana S., Palmo K. et al. // Improved side-chain torsion potentials for the Amber ff99SB protein force field. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2970904/
  30. RCSB PDB. About RCSB PDB: A Living Digital Data Resource That Enables Scientific Breakthroughs Across The Biological Sciences. https://www.rcsb.org/pages/about-us/index
  31. Rakitina T.V., Smirnova E.V. // Crystals. 2023. V. 13. № 10. P. 1416. https://doi.org/10.3390/cryst13101416
  32. Компанец Г.Г. // Наука и образование: новое время. 2018. Т. 1. № 2. С. 68. https://doi.org/10.12737/article_5b3a1b88f15189.21816642

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение белка относительно клеточной мембраны, цифрами 1, 2 и 3 выделены исследуемые надмембранные домены.

Скачать (244KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пространственная структура первого исследуемого домена белка A0A6B7HXR6 (Т-клеточные эпитопы выделены темно-серым, В-клеточные эпитопы – светло-серым, черным кругом выделен наиболее богатый эпитопами субдомен).

Скачать (142KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Пространственная структура второго исследуемого домена белка A0A6B7HXR6 (Т-клеточные эпитопы выделены темно-серым, В-клеточные эпитопы – светло-серым, черным кругом выделен наиболее богатый эпитопами субдомен).

Скачать (371KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Пространственная структура третьего исследуемого домена белка A0A6B7HXR6 (Т-клеточные эпитопы выделены темно-серым, В-клеточные эпитопы – светло-серым, черным кругом выделен наиболее богатый эпитопами субдомен).

Скачать (313KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Пространственная структура вакцины-кандидата (темные части – эпитопы, светлые части – не эпитопы).

Скачать (136KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Среднеквадратичное отклонение атомов вакцины-кандидата в процессе молекулярной динамики.

Скачать (68KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Среднеквадратичная флуктуация аминокислотных остатков вакцины-кандидата в процессе молекулярной динамики.

Скачать (82KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Радиус гирации вакцины-кандидата в процессе молекулярной динамики.

Скачать (88KB)
Метаданные
10. Рис. 9.

Скачать (365KB)
Метаданные
11. Рис. 9.

Скачать (351KB)
Метаданные
12. Рис. 9. Иммунный ответ на вакцину. Антитела подразделяются по изотипу (а). Концентрация цитокинов и интерлейкинов (б). D на врезке – сигнал опасности цитокинового шторма. 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). Общее количество макрофагов, интернализованные, представляющие главный комплекс гистосовместимости класса II, активные и покоящиеся макрофаги (ж).

Скачать (371KB)
Метаданные
13. Приложение
Скачать (21KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

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».