جهش‌زايي هدفمند پروتئين CD80 به‌منظور افزايش تمايل اتصال آن به گيرنده‌ CD28

Target Mutation of CD80 Protein to Enhance Its Binding to CD28 Receptor

پروتئين CD80 به‌عنوان عضوي از ابرخانواده ايمنوگلوبولين‌ها، يك پروتئين تراغشايي است كه در سطح سلول‌هاي ارايه‌كننده آنتي‌ژن (APC) بيان مي‌شود. اين پروتئين داراي دو گيرنده CTLA-4 و CD28 در سطح سلول‌هاي T است. بر اثر اتصال اين پروتئين به اين گيرنده‌ها به ترتيب مسير مهاري و تحريكي در سلول‌هاي T آغاز مي‌شود. در حالت طبيعي، پروتئين‌هاي CD80 داراي تمايل اتصال بيشتري به CTLA-4 نسبت به CD28 هستند و اين از عوامل خاموش‌كننده‌ سلول‌هاي T در سيستم ايمني، به‌منظور جلوگيري از خودايمني است. هدف از مطالعه حاضر، ايجاد واريانتي از پروتئين CD80 است كه داراي تمايل اتصال افزايش‌يافته به CD28 است تا با قدرت بيشتري به اين گيرنده متصل شود و مسيرهاي تحريكي را بيشتر از نوع وحشي اين پروتئين (پروتئين CD80 اوليه) در سلول‌هاي T القا كند. براي شناسايي اين واريانت ابتدا توالي وحشي با كمك محيط برنامه‌نويسي R، در جايگاه‌هاي 31 و 92 با اسيدهاي آمينه‌اي كه نقش مهمي در شكل‌گيري پيوندهاي هيدروژني دارند، جهش داده شد. 100 توالي خروجي نرم‌افزار R، با سرور SWISS-MODEL مدل‌سازي شدند. سپس مدل‌هاي خروجي، به‌صورت تك‌تك با سرور HADDOCK داك شدند و در نهايت انرژي‌هاي اتصالي از جمله انرژي‌هاي الكترواستاتيك و واندروالسي بين گيرنده‌ها و ليگاندها محاسبه شدند. بين تمامي مدل‌هاي ساخته‌شده، توالي جهش‌يافته K31Y, R92F داراي بهترين انرژي الكترواستاتيك و واندروالسي است و در مقايسه با نوع وحشي پروتئين CD80، با قدرت بالاتري به پروتئين CD28 متصل مي‌شود.

The CD80 protein, a member of the super-family of immunoglobulin, is a transmembrane protein expressed on the surface of the antigen-presenting cells (APC). This protein has two receptors on the surface of T cells (CTLA-4 and CD28), due to the binding of this protein to these receptors, the inhibitory and stimulatory pathway in the T cells begin, respectively. Naturally, CD80 proteins tend to have more binding affinity to CTLA-4 than CD28, and this is a factor in the extinction of T cells in the immune system in order to prevent autoimmunity. The aim of the present study is to create a variant of the CD80 protein that has an increased binding affinity to CD28 to bind to this receptor more strongly and induce more simulate pathways than the wild type of this protein (primary CD80 protein) in T cells. To identify this variant, first, the ancestral sequence was mutated by R software at positions 31 and 92 with amino acids that play an important role in the formation of hydrogen bonds. The R software output sequences were modeled with the SWISS-MODEL server. Then, each output model was docked with the HADDOCK server, and finally, the electrostatic and van der Waals energies between the receptors and the ligands were calculated. Among all the built-in models, the mutated K31Y, R92F has the best electrostatic and van der Waals energies and has the ability to have a much better connection to its CD28 receptor compared to the ancestral type of CD80.