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Title: Predição e caracterização estrutural de epítopos do vírus ZIKA
Other Titles: Prediction and structural characterization of ZIKA virus epitopes
Advisor: Lins Neto, Roberto Dias
Members of the board: Lins Neto, Roberto Dias
Dhalia, Rafael
Soáres, Thereza Amélia
Authors: Freire, Marjorie Caroline Liberato Cavalcanti
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil.
Abstract: Sequências de epítopos de células B da proteína NS1 e proteína E do ZIKV foram identificadas utilizando ferramentas de predição de epítopos in silico. O mapeamento dessas sequências na superfície da NS1 revelou dois principais epítopos conformacionais e um epítopo linear. Apesar da identidade media de 55% entre ZIKV e os quatro sorotipos do vírus da Dengue (DENV), os epítopos foram encontrados sendo altamente conservados. Mesmo assim, resíduos não conservados que flanqueiam os epítopos, são responsáveis por uma alta divergência de potencial eletrostático de superfície nas regiões dos epítopos do ZIKV e DENV sorotipo 2. Esses achados sugerem que estratégias de diagnóstico diferencial baseadas em sequências curtas lineares de NS1 são susceptíveis a falha devido a reação cruzada imunológica e também fornece as bases moleculares da discriminação diferencial entre ZIKV e DENV por anticorpos monoclonais de NS1. Para a proteína E, cinco epítopos foram identificados e mapeados, sendo o epítopo E1 correspondente ao loop de fusão viral, região altamente conservada entre os Flavivirus. Utilizando ferramentas computacionais de engenharia de proteínas, essa região E1 foi utilizada para a construção da proteína quimérica Monobody 1, com estrutura baseada no domínio III da fibronectina humana. Essa proteína foi expressa em sistema bacteriano, purificada foram realizados ensaios biofísicos para a avaliação de sua estabilidade. Os resultados mostraram que a Monobody 1 apresentou um perfil de alta estabilidade estrutural frente as condições avaliadas e isso abre possibilidades iniciais para a utilização desta proteína quimérica e deste tipo de estratégia para fins vacinais, para a prevenção de infecções por ZIKV.
Abstract: B cell epitope sequences from Zika virus (ZIKV) NS1 and envelope protein have been identified using epitope prediction tools. Mapping these sequences onto the NS1 surface reveals two major conformational epitopes and a single linear epitope. Despite average sequence identity of 55% between the NS1 from ZIKV and the other four Dengue virus (DENV) serotypes, the epitopes were found to be highly conserved. Nevertheless, epitope-flanking non-conserved residues are responsible for a dramatically divergent electrostatic surface potential on the epitope regions of ZIKV and DENV2 serotype. These findings suggest that strategies for differential diagnostics based on short linear NS1 sequences are likely to fail due to immunological cross-reaction and provide the molecular basis of differential discrimination between Zika and Dengue viruses by NS1 monoclonal antibodies. For E protein, five epitopes were identified and mapped, being the E1 epitope corresponding to the viral fusion loop, a highly conserved region among Flavivirus. Using protein engineering computational tools, this region E1 was used to construct the chimeric protein Monobody 1, based on domain III of human fibronectin. This protein was expressed in bacterial system, purified and biophysical assays were performed for the evaluation of its stability. The results showed that Monobody 1 presented a profile of high structural stability against the evaluated conditions and this opens possibilities for the use of this chimeric protein and this type of strategy for vaccination purposes for the prevention of ZIKV infections.
Keywords: Epitopes
Zika Virus
Antibodies
Diagnosis
Protein stability
keywords: Epítopos
Vírus Zika
Anticorpos
Diagnóstico
Estabilidade proteica
DeCS: Epitopos de Linfócito B/imunologia
Epítopos
Anticorpos
Diagnóstico
Estabilidade proteica
Zika virus/imunologia
Proteínas de Membrana
Proteínas não Estruturais Virais
Simulação de Dinâmica Molecular
Proteínas Recombinantes de Fusão
Produtos do Gene env
Biologia Computacional
Modelos moleculares
Issue Date: 2018
Citation: FREIRE, Marjorie Caroline Liberato Cavalcanti. Predição e caracterização estrutural de Epítopos do Vírus ZIKA. 2018. 130 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico em Biociências e Biotecnologia em Saúde) – Instituto Aggeu Magalhães, Fundação Oswaldo Cruz, Recife, 2018.
Date of defense: 2018-08-15
Place of defense: Recife/PE
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães.
Program: Programa de Pós-Graduação em Biociências e Biotecnologia em Saúde
Copyright: restricted access
Appears in Collections:PE - IAM - PPBBS - Dissertações de Mestrado

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