基于模块化组装策略快速制备细菌糖蛋白缀合物疫苗
批准号:
32070921
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
陈敏
依托单位:
学科分类:
疫苗、抗体与免疫干预
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈敏
中文摘要
人类社会始终面临来自传染病的严峻挑战。当有新发疫情时,实现疫苗的快速制备非常重要。寡糖蛋白质缀合物疫苗已经成为新一代糖疫苗。研究表明外核心寡糖可以刺激免疫系统产生特异性抗体,近年来成为细菌糖疫苗开发的热点。对细菌表面多糖结构分析发现,不同类型的细菌可能拥有共同糖结构单元。因此本项目设想对细菌表面多糖中外核心寡糖结构进行大数据分析,找到细菌外核心寡糖共同结构单元,利用本课题组前期建立的寡糖基转移酶介导糖蛋白质缀合物生产平台,建立含有外核心寡糖共同结构单元的糖蛋白质缀合物模块。在此基础上,利用酶法模块化组装策略,将糖蛋白质缀合物模块和不同糖链进行平行组装,快速构建结构不同的细菌外核心寡糖蛋白缀合物库,从而实现寡糖蛋白质缀合物疫苗的高通量快速制备。本项目不仅解决现有糖疫苗生产方式的局限性,实现糖疫苗的高通量快速生产,而且对于控制病原细菌突发具有重要意义。
英文摘要
The increasing incidence of infections caused by pathogenic microorganisms constitute a public health emergency. Glycoconjugate vaccines are proving to be the most effective strategy for controlling infections caused by pathogenic microorganisms. However, there is an urgent need to develop quick and effective methods for glycoconjugate vaccines production. Outer core oligosaccharides are potential vaccine candidates because they are densely represented on the bacterial surface and are readily accessible as targets of adaptive immunity. Consequently, glycoconjugates with well-defined outer core oligosaccharides structures , that are able to confer highly reproducible biological properties and a better safety profile, are at the forefront of vaccine development. Following on from our previous works on the subject, we specifically focus on the same structures in outer core oligosaccharides from differnt bacteria. The enzymatic modular assembly strategey will be developed to provide a quick and effective strategy for parallel synthesis of differnt outer core oligosaccaride conjugated vaccins in a few steps from readily available glycoconjugated protein as module.
糖蛋白缀合物疫苗通过有效结合糖类抗原与蛋白质,显著提升了疫苗的免疫原性和安全性,是现代疫苗开发中重要的一类。为了满足疫苗生产的需求,研究人员已经开发出多种合成微生物多糖缀合物的方法。其中,酶法合成是一种安全、温和且高效的方法,利用糖基转移酶催化的糖基化过程能够在体外合成糖缀合物。.我们的研究首先建立了一个微生物表面多糖结构数据库,并利用机器学习技术分析细菌外核心寡糖结构,以识别共同的结构单元。这一工作使用Matlab对聚糖子结构进行分解和鉴定,经过数据清洗、整理,最终收集所有子结构及其识别信息。.在此基础上,为了加快合成糖缀合物的进程,研究还需要优化和改造工具酶。研究者借助结构信息学方法,对工具酶进行了计算建模和分子动力学(MD)模拟,深入了解酶的结构及其与小分子供体的相互作用,初步探讨了酶的机制及底物结合情况。我们成功获得了催化效率更高、底物识别更广泛的NGT突变体F13,该突变体不仅能够糖基化野生型ApNGT无法糖基化的Fc片段,还能使用UDP-GlcA作为糖供体。这一成果为NGT在糖蛋白药物和糖缀合物疫苗的合成应用奠定了基础。此外,我们对UDP-Gal糖基化活性最高的AaNGT进行了生物信息学分析,并以活性结构结果为基础进行了理性设计。通过AlphaFold2对野生型与突变体的结构进行预测,比较其构象差异,最终成功获得了具有显著提高活性的AaFQ突变体。.接下来,研究团队通过基因工程技术生产了含有部分共同糖结构单元的细菌糖蛋白质缀合物模块。在载体蛋白的糖基化修饰过程中,添加糖基化识别位点以确保其成功糖基化。依据AlphaFold2的分析结果,经过改造的载体蛋白在添加糖基化位点后,能够顺利进行糖基化修饰。不同糖基转移酶与蛋白基因重组后,成功在大肠杆菌中表达,实现了单糖、二糖及多糖的糖基化,并通过免疫实验,证实了其免疫效果。.目前已经发表文章8篇,其中SCI 论文7 篇。申请国家发明专利4项,目前已经获得专利2 项。除此之外,培养博士2位, 硕士4 位。后续的研究成果将会陆续上报基金委有关部门。
NGT介导的非wzy依赖途径细菌多糖蛋白质缀合物疫苗生产
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批准号:31770997
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:陈敏
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依托单位:
O157多糖蛋白疫苗的糖链数目及长度最佳配比研究
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批准号:31270983
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:陈敏
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依托单位:
PglB介导的一步合成多糖-蛋白缀合物疫苗平台构建
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批准号:31070824
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈敏
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依托单位:
国内基金
海外基金