Xác định epitop tiềm năng trên protein fliC và OmpN3 của Edwardsiella ictaluri in silico để hướng đến ứng dụng làm vaccin phòng bệnh gan thận mủ

Xác định vùng mang tính kháng nguyên của trình tự fliC và OmpN3, đồng thời trình tự nucleotide mã hóa cho các vùng này cũng được tối ưu hóa để biểu hiện trong Bacillus subtilis.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định epitop tiềm năng trên protein fliC và OmpN3 của Edwardsiella ictaluri in silico để hướng đến ứng dụng làm vaccin phòng bệnh gan thận mủNghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019 XÁC ĐỊNH EPITOP TIỀM NĂNG TRÊN PROTEIN FLIC VÀ OMPN3CỦA EDWARDSIELLA ICTALURI IN SILICO ĐỂ HƯỚNG ĐẾN ỨNG DỤNG LÀM VACCIN PHÒNG BỆNH GAN THẬN MỦ Nguyễn Thị Linh Giang*, Nguyễn Anh Minh*, Huỳnh Xuân Yến*, Trần Cát Đông*, Vũ Thanh Thảo*TÓMTẮT Mở đầu: Edwardsiella ictaluri là vi khuẩn gây bệnh gan thận mủ trên cá da trơn. Một số protein khángnguyên tiềm năng của E. ictaluri đã được nghiên cứu như OmpN3 và fliC nhằm ứng dụng trong việc tạovaccin tái tổ hợp để phòng bệnh. Để các vaccin này có thể chủng ngừa qua đường niêm mạc, kháng nguyêncần được cố định lên giá mang như Bacillus subtilis để tăng hiệu quả tác động. Mục tiêu: Xác định vùng mang tính kháng nguyên của trình tự fliC và OmpN3, đồng thời trình tựnucleotide mã hóa cho các vùng này cũng được tối ưu hóa để biểu hiện trong Bacillus subtilis. Phương pháp: 30 chủng vi khuẩn phân lập từ cá bệnh gan thận mủ được định danh bằng phản ứngsinh hóa và giải trình tự 16S rDNA. Các gen fliC và OmpN3 được khuếch đại và giải trình tự để so sánh độtương đồng. Vùng mang tính kháng nguyên của fliC và OmpN3 được xác định bằng chương trình Imed,EpiC và Swiss-Model. Quá trình tối ưu hóa vùng có tính kháng nguyên để biểu hiện trên Bacillus subitlisđược thực hiện với chương trình ATGme. Kết quả: 30 chủng E. ictaluri MS-17-156 đã được phân lập và định danh thành công. Nghiên cứu đãxác định và tối ưu hóa thành công đoạn gen mã hóa cho vùng kháng nguyên gồm 60 acid amin của proteinfliC và OMPN3 với chỉ số CAI của trình tự sau tối ưu hóa lần lượt đạt 0,825 và 0,811. Kết luận: Trình tự đoạn nucleotide mã hóa cho vùng kháng nguyên của gen fliC và OmpN3 đã tối ưuhóa in silico dự đoán có khả năng gây miễn dịch đặc hiệu đối với bệnh gan thận mủ, làm tiền đề cho cácnghiên cứu phát triển vaccin tái tổ hợp. Từ khóa: fliC, OmpN3, epitope, E. ictaluriABSTRACT IDENTIFICATION OF POTENTIAL EPITOPES ON OMPN3 AND FLIC PROTEIN FROM EDWARDSIELLA ICTALURI IN SILICO TO SERVE AS VACCINE CANDIDATES AGAINST SEPTICEMIA Nguyen Thi Linh Giang, Nguyen Anh Minh, Huynh Xuan Yen, Tran Cat Dong, Vu Thanh Thao * Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Supplement of Vol. 23 ‐ No 2‐ 2019: 32 – 39 Introduction: Edwardsiella ictaluri is the causative agent of Enteric septicemia in catfish (ESC).OmpN3 and fliC protein from this bacteria have been proved to be potential vaccine candidates againstESC. Therefore, in an attempt to develop recombinant mucosal vaccine, epitopes on these proteins areidentified and presented on the flagella of Bacillus subtilis to induce effective immune responses. Method: 30 bacterial strains were isolated from catfish with ESC and identified based on theirbiochemical profiles and 16S rDNA sequences. fliC and OmpN3 genes of these strains were amplified,sequenced and aligned. Their immunogenic regions were then identified and analyzed by bioinformaticssoftware such as Imed, EpiC and Swiss-Model. Besides, the coding sequence of the chosen immunogenicregion for expression in Bacillus subtilis was optimized by using ATGme program. * Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: TS. Vũ Thanh Thảo ĐT: 02838295641 – 127 Email: vuthanhthao@ump.edu.vn32 Chuyên Đề DượcY Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019 Nghiên cứu Y học Result: Collected strains are identified to be E. ictaluri MS-17-156. The study has successfullydetermined and optimized the nucleotide sequence encoding for 60 amino acids which has highestimmunogenicity for fliC and OMPN3 candidate protein. The CAI values of the optimized fliC and OmpN3coding sequences are 0.825 and 0.811, respectively. Conclusion: The chosen antigenic regions of fliC and OMPN3 prove to be potential epitopes fordevelopment of recombinant vaccines against ESC. Key words: fliC, OmpN3, epitope, E. ictaluriMỞĐẦU cho cá(3). Gần đây, Panangala và cs. đã xác định trên E. ictaluri có hai flagellin 35 và 37 Edwardsiella ictaluri là trực khuẩn Gram (‐) kDa được mã hóa bởi 4 gen fliC1, fliC2, fliC3 vàthuộc họ Enterobacteriaceae, gây bệnh gan thận fliC4(6) có tính kháng nguyên và thể ứng dụngmủ ở cá da trơn, đặc biệt là cá tra. Bệnh ảnh làm vaccin gan thận mủ.hưởng lên cá ở mọi giai đoạn, phát triểnnhanh chóng, lây lan mạn ...