Medical Sciences Journal of Islamic Azad University

fa ارزیابی محاسباتی، طراحی و بیان آنتی‌بادی هیبرید به فرم تک زنجیره(scFv) Single Chain Fragment Antibody برای شناسایی پروتئین سطحی Factor H binding Protein (fHbp) باکتری نایسریا مننژیتیدیس Computational analysis, design and expression of hybrid antibody in Single Chain Fragment Variable (scFv) form for identifying surface antigen factor H binding protein (fHbp) of Neisseria meningitidis بيوتكنولوژي biotechnology بنيادي Basic سابقه و هدف: فاکتور بیماریزای پروتئین متصل شونده به فاکتور H (fHbp) نقش حیاتی در بقای پاتوژن در میزبان دارد. آنتیبادیهای تک زنجیره به فرم  scFv کاربردهای درمانی و تشخیصی دارند. هدف از انجام این مطالعه، استفاده از روشهای محاسباتی، طراحی، بیان و بررسی قدرت اتصال آنتی بادی تک زنجیره هیبریدی برای شناسایی باکتری نایسریامننژیتیدیس، عامل بیماری مننگوکوک، بود. روش بررسی: در این تحقیق با انجام یک سری ارزیابیهای محاسباتی (مدلسازی آنتی ژن، آنتی بادی و داکینگ آنتی ژن-آنتی بادی)، آنتی بادی هیبریدی با قدرت اتصال  بالا به پروتئین fHbp طراحی شد. سازه ژنی آن در وکتور بیانی pET28a(+) سنتز شد و پس از بیان در باکتری BL21 و خالص سازی با استفاده از رزین Ni-NTA، میل اتصال آن با پروتئین fHbp با استفاده از روش الایزا بررسی شد.  یافته ها: فرم هیبریدی (VH1-VL2) با استفاده از ارزیابیهای محاسباتی انتخاب شد. بیان سازه طراحی شده با استفاده از SDS-PAGE و وسترن بلاتینگ تائید شد. پس از خالص سازی آنتی بادی و آنتی ژن fHbp، در بررسیهای الایزا، میل اتصال این فرم هیبریدی  scFv M10-9 ×6/7 محاسبه شد. نتیجه گیری: میل اتصال مناسب فرم هیبریدی آنتی بادی نشان میدهد که با استفاده از روشهای مهندسی آنتیبادی و روشهای محاسباتی، میتوان به اشکال دیگری  از آنتی بادیهای تک زنجیره دست یافت که برای اهداف درمانی و تشخیصی کاربرد دارند. واژگان کلیدی: آنتی بادی تک زنجیره هیبرید، باکتری نایسریا مننژیتیدیس، پروتئین متصل شونده به فاکتور H، کلونینگ و بیان پروتئین.   Background: Meningococcal disease is an acute disease caused by the bacterium Neisseria meningitidis. The factor H binding protein (fHbp) virulence factor plays a vital role in the survival of the pathogen in the host. Single Chain Fragment Variable (scFv) antibodies are used for therapeutic and diagnostic applications. Utilizing computational study, Design, expression and affinity analysis of hybrid scFv for detecting the N. meningitidis were the main goals of this study. Materials and methods: In this study, by performing a series of computational analysis (Antibody and Antigen modeling and Antigen-Antibody Docking), a hybrid antibody designed. The designed antibody has a high affinity to the fHbp protein. The hybrid antibody’s nucleotide was synthesized in the expression vector pET28(+a). Afterward, the protein expression in BL21 bacteria was considered. Subsequently, the protein purification was completed using Ni-NTA resin. Finally, its affinity to fHbp protein was checked using ELISA. Results: VH1-VL2 form of hybrid antibody was selected with computational analysis. The SDS-PAGE and western blotting techniques were approved the expressed hybrid antibody. After purification of scFv and fHbp protein, in ELISA studies, the affinity of this scFv 7.6×10-9M was calculated. Conclusion: Based on the hybrid antibody’s proper affinity and utilizing antibody engineering and computational analysis, other forms of single-chain antibodies can be produced. These products can be used for therapeutic and diagnostic purposes, as the appropriate hybrid affinity of the scFv آنتی بادی تک زنجیره هیبرید (Hybrid scFv), باکتری Neisseria Meningitides, پروتئین متصل شونده به فاکتور H (factor H binding protein), کلونینگ و بیان پروتئین Hybrid single chain fragment antibody, Neisseria meningitidis, Factor H binding protein (fHbp), Cloning, Expression. 50 58 http://tmuj.iautmu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1558-1&slc_lang=fa&sid=1 Marjan Khajavi مرجان خاجوی marjankhajavi20@gmail.com 100319475328460011038 100319475328460011038 No Msc Student, Department of Biology, School of Basic Sciences, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران Fatemeh Yarian فاطمه یاریان f.yarian@fums.ac.ir 100319475328460011039 100319475328460011039 Yes Department of Medical Biotechnology, School of Advanced Technologies in Medicine, Fasa University of Medical Sciences, Fasa, Iran استادیارگروه بیوتکنولوژی پزشکی، دانشکده فناوریهای نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی فسا، فسا، ایران Shahrzad Ahangarzadeh شهرزاد اهنگرزاده shahrzadahangar@yahoo.com 100319475328460011040 100319475328460011040 No Infectious Diseases and Tropical Medicine Research Center, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran استادیار مرکز تحقیقات بیماریهای عفونی و گرمسیری، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران Mojgan Bandehpour مژگان بنده پور bandehpour@gmail.com 100319475328460011041 100319475328460011041 No Cellular and Molecular Biology Research Center Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran استاد، مرکز تحقیقات بیولوژی سلولی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران Mohsen Mohammadpour محسن محمدپور 100319475328460011042 100319475328460011042 No Department of Electrical and Computer Engineering, Fasa Branch, Islamic Azad University, Fasa, Iran گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد فسا، فسا، ایران Akram Jalali اکرم جلالی 100319475328460011043 100319475328460011043 No Research Center for Molecular Medicine, Hamadan University of Medical Sciences, Hamadan, Iran استادیار، مرکز تحقیقات پزشکی و مولکولی، دانشگاه علوم پزشکی همدان، همدان، ایران