Published June 18, 2024
| Version v1
Publication
Open
Computational design of novel chimeric multiepitope vaccine against bacterial and viral disease in tilapia (Oreochromis sp.)
Creators
- 1. Kasetsart University
- 2. Tokyo University of Marine Science and Technology
- 3. The University of Tokyo
Description
Abstract Regarding several infectious diseases in fish, multiple vaccinations are not favorable. The chimeric multiepitope vaccine (CMEV) harboring several antigens for multi-disease prevention would enhance vaccine efficiency in terms of multiple disease prevention. Herein, the immunogens of tilapia's seven pathogens including E. tarda , F. columnare , F. noatunensis , S. iniae , S. agalactiae , A. hydrophila, and TiLV were used for CMEV design. After shuffling and annotating the B-cell epitopes, 5,040 CMEV primary protein structures were obtained. Secondary and tertiary protein structures were predicted by AlphaFold2 creating 25,200 CMEV. Proper amino acid alignment in the secondary structures was achieved by the Ramachandran plot. In silico determination of physiochemical and other properties including allergenicity, antigenicity, glycosylation, and conformational B-cell epitopes were determined. The selected CMEV (OSLM0467, OSLM2629, and OSLM4294) showed a predicted molecular weight (MW) of 70 kDa, with feasible sites of N- and O- glycosylation, and a number of potentially conformational B-cell epitope residues. Molecular docking, codon optimization, and in-silico cloning were tested to evaluate the possibility of protein expression. Those CMEVs will further elucidate in vitro and in vivo to evaluate the efficacy and specific immune response. This research will highlight the new era of vaccines designed based on in silico structural vaccine design.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة فيما يتعلق بالعديد من الأمراض المعدية في الأسماك، فإن اللقاحات المتعددة ليست مواتية. من شأن اللقاح الخيمري متعدد النوبات (CMEV) الذي يحتوي على العديد من المستضدات للوقاية من الأمراض المتعددة أن يعزز كفاءة اللقاح من حيث الوقاية من الأمراض المتعددة. هنا، تم استخدام المستضدات المناعية لمسببات أمراض البلطي السبعة بما في ذلك E. tarda و F. columnare و F. noatunensis و S. iniae و S. agalactiae و A. hydrophila و TiLV لتصميم CMEV. بعد خلط وتعليق حواتم الخلايا البائية، تم الحصول على 5040 بنية بروتينية أولية CMEV. تنبأ AlphaFold2 بتركيبات البروتينات الثانوية والثالثية مما أدى إلى إنشاء 25200 CMEV. تم تحقيق محاذاة الأحماض الأمينية المناسبة في الهياكل الثانوية من خلال قطعة أرض راماشاندران. في تحديد السيليكو للخصائص الفيزيائية الكيميائية وغيرها من الخصائص بما في ذلك الحساسية، تم تحديد التولد المضاد، والارتباط الغليكوزيلاتي، والظهارة التكوينية للخلايا البائية. أظهرت CMEV المختارة (OSLM0467 و OSLM2629 و OSLM4294) وزنًا جزيئيًا متوقعًا (MW) قدره 70 كيلو دالتون، مع مواقع مجدية من N - و O - glycosylation، وعدد من بقايا اللاصقة المحتملة للخلايا البائية. تم اختبار الالتحام الجزيئي وتحسين الكودون والاستنساخ داخل السيليكو لتقييم إمكانية التعبير عن البروتين. ستزيد هذه الفيروسات من التوضيح في المختبر وفي الجسم الحي لتقييم الفعالية والاستجابة المناعية المحددة. سيسلط هذا البحث الضوء على العصر الجديد من اللقاحات المصممة على أساس تصميم لقاح سيليكو الهيكلي.Translated Description (French)
Résumé Concernant plusieurs maladies infectieuses chez les poissons, les vaccinations multiples ne sont pas favorables. Le vaccin multiépitope chimérique (CMEV) contenant plusieurs antigènes pour la prévention de maladies multiples améliorerait l'efficacité du vaccin en termes de prévention de maladies multiples. Ici, les immunogènes des sept agents pathogènes du tilapia, y compris E. tarda , F. columnare , F. noatunensis , S. iniae , S. agalactiae , A. hydrophila et TiLV, ont été utilisés pour la conception du CMEV. Après mélange et annotation des épitopes des cellules B, 5 040 structures protéiques primaires de CMEV ont été obtenues. Les structures protéiques secondaires et tertiaires ont été prédites par AlphaFold2 créant 25 200 CMEV. Le tracé de Ramachandran a permis d'obtenir un alignement correct des acides aminés dans les structures secondaires. La détermination in silico des propriétés physiochimiques et autres, y compris l'allergénicité, l'antigénicité, la glycosylation et les épitopes conformationnels des lymphocytes B, a été déterminée. Le CMEV sélectionné (OSLM0467, OSLM2629 et OSLM4294) a montré un poids moléculaire prédit (PM) de 70 kDa, avec des sites réalisables de N- et O-glycosylation, et un certain nombre de résidus d'épitopes de lymphocytes B potentiellement conformationnels. L'amarrage moléculaire, l'optimisation des codons et le clonage in-silico ont été testés pour évaluer la possibilité d'expression des protéines. Ces CMEV élucideront davantage in vitro et in vivo pour évaluer l'efficacité et la réponse immunitaire spécifique. Cette recherche mettra en évidence la nouvelle ère des vaccins conçus sur la base de la conception de vaccins structurels in silico.Translated Description (Spanish)
Resumen Con respecto a varias enfermedades infecciosas en peces, las vacunas múltiples no son favorables. La vacuna multiepitópica quimérica (CMEV) que alberga varios antígenos para la prevención de múltiples enfermedades mejoraría la eficiencia de la vacuna en términos de prevención de múltiples enfermedades. En la presente, se utilizaron los inmunógenos de los siete patógenos de la tilapia, incluidos E. tarda, F. columnare, F. noatunensis, S. iniae, S. agalactiae, A. hydrophila y TiLV, para el diseño de CMEV. Después de barajar y anotar los epítopos de células B, se obtuvieron 5,040 estructuras de proteínas primarias de CMEV. Las estructuras de proteínas secundarias y terciarias fueron predichas por AlphaFold2 creando 25.200 CMEV. La alineación adecuada de aminoácidos en las estructuras secundarias se logró mediante la gráfica de Ramachandran. Se determinó la determinación in silico de propiedades fisicoquímicas y otras que incluyen alergenicidad, antigenicidad, glicosilación y epítopos de células B conformacionales. El CMEV seleccionado (OSLM0467, OSLM2629 y OSLM4294) mostró un peso molecular predicho (MW) de 70 kDa, con sitios factibles de N- y O-glicosilación, y una cantidad de residuos de epítopos de células B potencialmente conformacionales. Se probaron el acoplamiento molecular, la optimización de codones y la clonación in silico para evaluar la posibilidad de expresión de proteínas. Esos CMEV se dilucidarán aún más in vitro e in vivo para evaluar la eficacia y la respuesta inmunitaria específica. Esta investigación destacará la nueva era de las vacunas diseñadas en base al diseño estructural de vacunas in silico.Files
s41598-024-64383-z.pdf.pdf
Files
(2.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:741e453f24a1c862e0dc87961c6859cb
|
2.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التصميم الحسابي للقاح الخيمري المتعدد الجديد ضد الأمراض البكتيرية والفيروسية في البلطي (Oreochromis sp.)
- Translated title (French)
- Conception informatique d'un nouveau vaccin multiépitope chimérique contre les maladies bactériennes et virales chez le tilapia (Oreochromis sp.)
- Translated title (Spanish)
- Diseño computacional de nueva vacuna multiepitópica quimérica contra enfermedad bacteriana y viral en tilapia (Oreochromis sp.)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4399779079
- DOI
- 10.1038/s41598-024-64383-z
References
- https://openalex.org/W1530470635
- https://openalex.org/W1971321663
- https://openalex.org/W1974519309
- https://openalex.org/W1986191025
- https://openalex.org/W1988304140
- https://openalex.org/W1992886596
- https://openalex.org/W1998917415
- https://openalex.org/W2003805630
- https://openalex.org/W2009838207
- https://openalex.org/W2015712658
- https://openalex.org/W2016854182
- https://openalex.org/W2017267708
- https://openalex.org/W2029476353
- https://openalex.org/W2035240910
- https://openalex.org/W2035649815
- https://openalex.org/W2038548285
- https://openalex.org/W2044280731
- https://openalex.org/W2048931146
- https://openalex.org/W2072918899
- https://openalex.org/W2081912151
- https://openalex.org/W2086561953
- https://openalex.org/W2102367710
- https://openalex.org/W2108391414
- https://openalex.org/W2142529984
- https://openalex.org/W2150510929
- https://openalex.org/W2171295581
- https://openalex.org/W2553006809
- https://openalex.org/W2572080171
- https://openalex.org/W2598431304
- https://openalex.org/W2615854031
- https://openalex.org/W2616922680
- https://openalex.org/W2621175802
- https://openalex.org/W2795644450
- https://openalex.org/W2898389621
- https://openalex.org/W2915825160
- https://openalex.org/W2935331607
- https://openalex.org/W2941137474
- https://openalex.org/W2948352041
- https://openalex.org/W2980437290
- https://openalex.org/W2999517820
- https://openalex.org/W3016366205
- https://openalex.org/W3019625113
- https://openalex.org/W3020632912
- https://openalex.org/W3044235614
- https://openalex.org/W3099088600
- https://openalex.org/W3115254893
- https://openalex.org/W3137649039
- https://openalex.org/W3198854990
- https://openalex.org/W3203566518
- https://openalex.org/W3203878918
- https://openalex.org/W3212352106
- https://openalex.org/W4205955331
- https://openalex.org/W4244736178
- https://openalex.org/W4281790889
- https://openalex.org/W4283011580
- https://openalex.org/W4287378006
- https://openalex.org/W4289638480
- https://openalex.org/W4290706415
- https://openalex.org/W4293414053
- https://openalex.org/W4294916220
- https://openalex.org/W4302362664
- https://openalex.org/W4308006050
- https://openalex.org/W4317738341
- https://openalex.org/W4323666397
- https://openalex.org/W4323848221
- https://openalex.org/W4361004838
- https://openalex.org/W4361190609
- https://openalex.org/W4377824358
- https://openalex.org/W4385068306