pourbehesht
31st January 2015, 03:07 AM
http://vimb.ir/content/news/1127/1127l.jpg
افزایش بیماریهای مختلف همه گیر نیاز به تولید واکسن های سنتزی را افزایش می دهد. در حال حاضر، محققان روش جدید برای تولید واکسن مصنوعی را ارائه کرده اند، این روش بر پایه تجمع ماژول های پروتئین پیش ساخته بواسطه تغییر در یک سیستم اتصال برچسب پپتیدی است که به تازگی توسعه یافته است.
به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، شیوع بیماری همه گیر در سال های اخیر به طور فزاینده ای افزایش یافته است و باعث شده است که واکسن های ضد عوامل عفونی سریعتر و کارآمد تر سنتز شود. در حال حاضر واکسن های سنتزی (از آنجایی که ایمن تر و سازگار تر هستند) به واکسن های ساخته شده از میکروارگانیسم غیر فعال و یا زنده تضعیف شده ترجیح داده می شود.
اگر چه روش استاندارد ساخت واکسن مصنوعی بر اساس تکنولوژیDNA نوترکیب، انعطاف پذیر است، اما اشکالاتی از قبیل دشواری بیان و خالص سازی پروتئین های خیلی بزرگ دارد، همچنین روند طولانی و خسته کننده ای برای تولید هر واکسن را در پی دارد.
این مشکلات زمانی برای Mingzhao Zhu (در آکادمی علوم چین واقع در پکن) آشکار شد که او در سنتز واکسنی که تلفیقی از آنتی ژن با یک مولکول دندریتیک بود، دچار مشکل شد. Zhuگفت که: از آنجا که مولکول هدف سلول دندریتیک بود (یکی از قطعات عملکردی بسیار زیادی که ما برای آزمایش برنامه ریزی کرده بودیم) متوجه شدیم که ما نیاز به تغییرات رادیکال برای مسیر های فعلی تولید واکسن نیاز داریم.
به نظر می رسید که برای تولید اولین اجزای مختلف عملکردی واکسن باشد ( به عنوان مثال آنتی ژن، مولکول های ایمنی، سیستم های تحویل) از قبیل ماژول پروتئین پیش ساخته و سپس ادغام آنها در هر ترکیبی برای ایجاد واکسن می تواند آسان تر، سریع تر و قابل انعطاف تر باشد. Zhu در این مقاله که به تازگی در Scientific Reports منتشر شده است این روش جدید برای ساخت واکسن مصنوعی بر اساس مونتاژ پروتئین را شرح داده است.
به منظور اتصال ماژول ها به هم، یک کانژوگاسیون پروتئین - پروتئین مناسب ضروری بود. Zhu می گوید: در این حیطه معمولا کانژوگاسیون شیمیایی استفاده می شود. با این حال، بازده واکنش و سازگاری معمولا برای ما رضایت بخش نیست، ثانیا جایگاه کانژوگاسیون اغلب منحصر به فرد نیست و کانژوگاسیون تحت شرایط سخت ناپایدار است. علاوه بر این، روند کانژوگاسیون اغلب پیچیده، وقت گیر و پرهزینه است.
Zhu به جای کانژوگاسیون شیمیایی، از یک کانژوگاسیون پروتئین – پروتئین که با سیستم جدید SpyTag / SpyCatcher سازگار است، استفاده کرد، این سیستم چند سال پیش توسط گروه Mark Howarth توصیف شده بود. این سیستم بر پایه دمین CnaB2 از پروتئین FbaBمتصل به فیبرونکتین در استرپتوکوکوس پایوژنز است. CnaB2 توسط اتصال ایزوپپتید داخلی فوق العاده پایدار، تثبیت و گروه Howarth با تقسیم دمین CnaB2 به پپتید و قطعات پروتئینی تغییر یافته، یک برچسب پپتید 13 آمینو اسیدی بنام SpyTag را ایجاد کرد که می تواند با پروتئین ها ادغام شده و به سرعت اتصال ایزوپپتید برگشت ناپذیر با شریک پروتئینی138 اسید آمینه ای خود موسوم به SpyCatcher را برقرار سازد.
Zhu تصمیم گرفت تا پپتیدSpyTag را در یکی از اجزای واکسن و پروتئین SpyCatcher را در جزء دیگر قرار دهد تا پس از آن می توانند به سادگی با هم ترکیب شوند. از آنجا که SpyCatcher نسبتا بزرگ است، برای به حداقل رساندن ایمنی زایی آن بایستی اندازه آن را کاهش داده تا اتصال به پروتئین راحتر انجام شود. مشخص شد که حذف N ترمینال SpyCatcher (SpyCatcherΔN) در مقایسه با تمام طول SpyCatcher ایمنی زایی را کاهش داده اما کارایی مشابه برای اتصال به پروتئین فیوژن SpyTag را بدنبال دارد.
Zhu از این سیستم بهینه SpyTag / SpyCatcherΔN استفاده کرد تا ادغام دو جزء واکسن را که هدف اصلی او بود، انجام دهد.
Zhu بر اساس اعتبار موفقیت آمیز تکنیک ابراز داشت که در قیاس با مفهوم شیمی کلیک و زیست شناسی سنتزی، من دوست دارم که روش جدید تولید واکسن خودمان را بنام فن آوری واکسن کلیک (click vaccine) معرفی کنم. من فکر می کنم که این روش جدید، تولید واکسن نوترکیب را ساده تر، سریع تر، کارآمد تر، انعطاف پذیر تر و جالب تر از مسیر معمول سازد. بنابراین، این تکنولوژی واکسن کلیک، تا حد زیادی ممکن است روند R & D تولید واکسن را تسری ببخشد.
چالش کلیدی برای تحقق پتانسیل این فناوری، تطابق آن با جمع آوری واکسن های دارای بیش از دو جزء مختلف است، که یکی از اهداف کار های آینده در آزمایشگاه Zhuاست.
منابع:
1. Liu Z, Zhou H, Wang W, Tan W, Fu YX, Zhu M. 2014. A novel method for synthetic vaccine construction based on protein assembly. Sci Rep. 4:7266. doi: 10.1038/srep07266.
2. Zakeri B, Fierer JO, Celik E, Chittock EC, Schwarz-Linek U, Moy VT, Howarth M. 2012. Peptide tag forming a rapid covalent bond to a protein, through engineering a bacterial adhesin. Proc Natl Acad Sci U S A. 109(12):E690-7. doi: 10.1073/pnas.1115485109.
منبع : vimb
افزایش بیماریهای مختلف همه گیر نیاز به تولید واکسن های سنتزی را افزایش می دهد. در حال حاضر، محققان روش جدید برای تولید واکسن مصنوعی را ارائه کرده اند، این روش بر پایه تجمع ماژول های پروتئین پیش ساخته بواسطه تغییر در یک سیستم اتصال برچسب پپتیدی است که به تازگی توسعه یافته است.
به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، شیوع بیماری همه گیر در سال های اخیر به طور فزاینده ای افزایش یافته است و باعث شده است که واکسن های ضد عوامل عفونی سریعتر و کارآمد تر سنتز شود. در حال حاضر واکسن های سنتزی (از آنجایی که ایمن تر و سازگار تر هستند) به واکسن های ساخته شده از میکروارگانیسم غیر فعال و یا زنده تضعیف شده ترجیح داده می شود.
اگر چه روش استاندارد ساخت واکسن مصنوعی بر اساس تکنولوژیDNA نوترکیب، انعطاف پذیر است، اما اشکالاتی از قبیل دشواری بیان و خالص سازی پروتئین های خیلی بزرگ دارد، همچنین روند طولانی و خسته کننده ای برای تولید هر واکسن را در پی دارد.
این مشکلات زمانی برای Mingzhao Zhu (در آکادمی علوم چین واقع در پکن) آشکار شد که او در سنتز واکسنی که تلفیقی از آنتی ژن با یک مولکول دندریتیک بود، دچار مشکل شد. Zhuگفت که: از آنجا که مولکول هدف سلول دندریتیک بود (یکی از قطعات عملکردی بسیار زیادی که ما برای آزمایش برنامه ریزی کرده بودیم) متوجه شدیم که ما نیاز به تغییرات رادیکال برای مسیر های فعلی تولید واکسن نیاز داریم.
به نظر می رسید که برای تولید اولین اجزای مختلف عملکردی واکسن باشد ( به عنوان مثال آنتی ژن، مولکول های ایمنی، سیستم های تحویل) از قبیل ماژول پروتئین پیش ساخته و سپس ادغام آنها در هر ترکیبی برای ایجاد واکسن می تواند آسان تر، سریع تر و قابل انعطاف تر باشد. Zhu در این مقاله که به تازگی در Scientific Reports منتشر شده است این روش جدید برای ساخت واکسن مصنوعی بر اساس مونتاژ پروتئین را شرح داده است.
به منظور اتصال ماژول ها به هم، یک کانژوگاسیون پروتئین - پروتئین مناسب ضروری بود. Zhu می گوید: در این حیطه معمولا کانژوگاسیون شیمیایی استفاده می شود. با این حال، بازده واکنش و سازگاری معمولا برای ما رضایت بخش نیست، ثانیا جایگاه کانژوگاسیون اغلب منحصر به فرد نیست و کانژوگاسیون تحت شرایط سخت ناپایدار است. علاوه بر این، روند کانژوگاسیون اغلب پیچیده، وقت گیر و پرهزینه است.
Zhu به جای کانژوگاسیون شیمیایی، از یک کانژوگاسیون پروتئین – پروتئین که با سیستم جدید SpyTag / SpyCatcher سازگار است، استفاده کرد، این سیستم چند سال پیش توسط گروه Mark Howarth توصیف شده بود. این سیستم بر پایه دمین CnaB2 از پروتئین FbaBمتصل به فیبرونکتین در استرپتوکوکوس پایوژنز است. CnaB2 توسط اتصال ایزوپپتید داخلی فوق العاده پایدار، تثبیت و گروه Howarth با تقسیم دمین CnaB2 به پپتید و قطعات پروتئینی تغییر یافته، یک برچسب پپتید 13 آمینو اسیدی بنام SpyTag را ایجاد کرد که می تواند با پروتئین ها ادغام شده و به سرعت اتصال ایزوپپتید برگشت ناپذیر با شریک پروتئینی138 اسید آمینه ای خود موسوم به SpyCatcher را برقرار سازد.
Zhu تصمیم گرفت تا پپتیدSpyTag را در یکی از اجزای واکسن و پروتئین SpyCatcher را در جزء دیگر قرار دهد تا پس از آن می توانند به سادگی با هم ترکیب شوند. از آنجا که SpyCatcher نسبتا بزرگ است، برای به حداقل رساندن ایمنی زایی آن بایستی اندازه آن را کاهش داده تا اتصال به پروتئین راحتر انجام شود. مشخص شد که حذف N ترمینال SpyCatcher (SpyCatcherΔN) در مقایسه با تمام طول SpyCatcher ایمنی زایی را کاهش داده اما کارایی مشابه برای اتصال به پروتئین فیوژن SpyTag را بدنبال دارد.
Zhu از این سیستم بهینه SpyTag / SpyCatcherΔN استفاده کرد تا ادغام دو جزء واکسن را که هدف اصلی او بود، انجام دهد.
Zhu بر اساس اعتبار موفقیت آمیز تکنیک ابراز داشت که در قیاس با مفهوم شیمی کلیک و زیست شناسی سنتزی، من دوست دارم که روش جدید تولید واکسن خودمان را بنام فن آوری واکسن کلیک (click vaccine) معرفی کنم. من فکر می کنم که این روش جدید، تولید واکسن نوترکیب را ساده تر، سریع تر، کارآمد تر، انعطاف پذیر تر و جالب تر از مسیر معمول سازد. بنابراین، این تکنولوژی واکسن کلیک، تا حد زیادی ممکن است روند R & D تولید واکسن را تسری ببخشد.
چالش کلیدی برای تحقق پتانسیل این فناوری، تطابق آن با جمع آوری واکسن های دارای بیش از دو جزء مختلف است، که یکی از اهداف کار های آینده در آزمایشگاه Zhuاست.
منابع:
1. Liu Z, Zhou H, Wang W, Tan W, Fu YX, Zhu M. 2014. A novel method for synthetic vaccine construction based on protein assembly. Sci Rep. 4:7266. doi: 10.1038/srep07266.
2. Zakeri B, Fierer JO, Celik E, Chittock EC, Schwarz-Linek U, Moy VT, Howarth M. 2012. Peptide tag forming a rapid covalent bond to a protein, through engineering a bacterial adhesin. Proc Natl Acad Sci U S A. 109(12):E690-7. doi: 10.1073/pnas.1115485109.
منبع : vimb