青蒿素抗体的分子识别机制及半抗原设计模型研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31900677
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0808.疫苗、抗体与免疫干预
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The hapten design is a key step for preparing antibodies and developing immunoassay methods for small molecule. In the previous study, we synthesized several haptens of artemisinins, and prepared two broad-spectrum monoclonal antibodies and three high-specific monoclonal antibodies separately. Meanwhile, we proposed that the binding sites of small molecules and carriers should be far away from the position of cluster in the preparation of haptens. In order to explore the hapten design theory, this research will analyze the structural parameters of artemisinins and their haptens by CoMFA and CoMSIA. To clarify the relationship between haptens’ structure and immune activity, we will try to find the intrinsic relationship between the electronic structure, orbital distribution and spatial structure of haptens and antibody specificity. At the same time, this study will also analyze the binding kinetics, main forces and key amino acids between artemisinin-based drugs and antibodies by homologous modeling, molecular docking and surface plasmon resonance. Finally, we will try to quantify the relationship between the antigen binding domain and the modificated site of haptens, and advance the general rule and model of haptens design preliminary, which will provide a new approach for haptens design.
半抗原的设计是制备抗小分子抗体,建立小分子免疫分析方法的关键步骤。申请人在前期研究中合成了多个青蒿素类分子的半抗原,并分别制备了两个广谱的单克隆抗体和三个特异性的单克隆抗体。同时,提出半抗原设计理论,制备半抗原时,小分子与载体结合位点应远离决定簇位置。为进一步探索半抗原设计理论,本研究拟利用CoMFA和CoMSIA分析青蒿素类分子及其半抗原的结构参数,探索半抗原分子的电子结构、轨道分布、空间结构等性质与抗体特异性的内在联系,阐明半抗原结构与免疫活性之间的关系;同时利用同源模建、分子对接分析和表面等离子共振技术,研究青蒿素类药物及抗体间的结合动力学、主要作用力及关键氨基酸。最后,量化半抗原修饰位点与抗体的抗原结合域之间的关系,初步提出半抗原设计的一般规律与模型,为半抗原设计提供新途径。

结项摘要

本项目以前期制备的5个青蒿素类抗体为研究对象,制备单链抗体,并研究其分子识别机制。主要结果包括:(1)测定了5个青蒿素类抗体的可变区基因序列,并分析了抗体序列的差异。(2)构建了双氢青蒿素、蒿甲醚、特异性青蒿素的单链抗体的原核表达载体和真核表达载体,表达了3个带MBP标签的单链抗体,3个带Fc和Nluc标签的单链抗体,并检测了其活性。(3)成功建立了基于双氢青蒿素和蒿甲醚单链抗体原核表达的单链抗体的ELISA方法,IC50分别为2.15 ng mL−1和4.33 ng mL−1,并应用于双氢青蒿素和蒿甲醚药品检测。成功建立了基于双氢青蒿素、蒿甲醚和特异性青蒿素真核表达的单链抗体的ELISA方法,IC50分别为4.95 ng mL−1、3.54 ng mL−1和5.75 ng mL−1。以上抗体ELISA方法的灵敏度、特异性均与其亲本抗体一致。(4)利用AlphaFold2在线网站和SWISS-MODEL在线网站对5个单链抗体进行从头建模和同源建模,选取了合适的模型,并用SAVESv5.0在线服务器验证了模型的合理性。使用autodock 4.2将5个单链抗体三维模型与青蒿素及其衍生物小分子进行分子对接,用Ligplot分析2D相互作用。发现青蒿素及其衍生物的抗体与各小分子的相互作用,主要是重链CDR区(特别是CDR3区)起到作用。而λ型轻链,特别是特异性青蒿素抗体,CDR3区起到重要作用。本研究为抗体对小分子物质的分子识别机制提供了基础数据。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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