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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85537| Tipo: | TCC |
| Título: | Mapeamento de epítopos e desimunização de uma L-asparaginase de Bacillus subtilis por meio de algoritmo genético |
| Autor(es): | Fiúza, Tayná da Silva |
| Orientador: | Trevizani, Raphael |
| Palavras-chave em português: | Desimunização;Algoritmo genético;L-asparaginase;Biobetter |
| Palavras-chave em inglês: | Deimmunization;Genetic algorithm;L-asparaginase;Biobetter |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Data do documento: | 2017 |
| Citação: | FIÚZA, Tayná da Silva. Mapeamento de epítopos e desimunização de uma L-asparaginase de Bacillus subtilis por meio de algoritmo genético. 2026. 65 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biotecnologia) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. |
| Resumo: | A L-asparaginase é uma proteína terapêutica usada no tratamento de leucemia linfoblástica aguda cuja utilização pode resultar em sua neutralização pelo sistema imune ou mesmo gerar reações de hipersensibilidade. Componentes da imunidade adaptativa como o MHC-II (Complexo Principal de Histocompatibilidade II) são responsáveis por apresentar peptídeos exógenos processados por células apresentadoras de antígenos. Ferramentas de imunoinformática podem ser usadas para predizer a afinidade de ligação de um peptídeo-fenda do MHC-II de forma a localizar epítopos, assim como realizar desimunização por deleção de epítopos. Essas tecnologias podem ser empregadas na geração de biobetters, contudo as ferramentas de predição disponíveis não permitem a identificação de aminoácidos promíscuos. O objetivo do trabalho foi desenvolver ferramentas computacionais para desimunização de proteínas, melhorando uma ferramenta de predição de imunogenicidade in silico, construindo um algoritmo genético (AG) de desimunização de proteínas e posteriormente aplicando estas ferramentas para identificar e remover os epítopos mais imunogênicos de uma sequência de L-asparaginase de Bacillus subtilis. O método de predição de afinidade peptídeo-MHC-II TEPITOPE teve seu desempenho melhorado pelo somatório dos escores de imunogenicidades de epítopos sobrepostos e suavização desses dados através de uma spline. Tal protocolo foi aplicado para identificar regiões imunogênicas em uma L-asparaginase de Bacillus subtilis (BsA) e essas informações foram usadas em um AG de desimunização de proteínas. O AG utiliza um conjunto de 100 sequências de BsA e realiza operações de recombinação e mutação a cada ciclo apenas nas regiões cujos escores de imunogenicidade estão entre os 20% maiores da proteína e considerando apenas mutações neutras (|DDG| entre proteína selvagem e mutante é menor que 0.5 kcal/mol), substituindo sequências de maior imunogenicidade por outras de menor. Ao fim de ciclos de execução, o AG foi capaz de, com apenas três mutações, gerar uma proteína cuja imunogenicidade é 63.5% menor que a da sequência original, tendo dois dos epítopos mais imunogênicos removidos, mantendo a estrutura e estabilidade intactas (RMSD=0.01Å e DDG = -0.2935 kcal/mol). O AG de desimunização permite parametrização e a implementação de novas avaliações de imunogenicidade e estabilidade que aumentem sua eficiência. O método de predição por suavização, o código de visualização dos epítopos e o AG podem ser aplicados de maneira automatizada a um grande número de cadeias aminoacídicas auxiliando trabalhos de engenharia de proteínas. |
| Abstract: | L-asparaginase is a therapeutic protein used in the treatment of acute lymphoblastic leukemia, and its use may result in neutralization by the immune system or even produce hypersensitivity reactions. Components of adaptive immunity such as MHC-II (Major Histocompatibility Complex II) are responsible for presenting exogenous peptides processed by antigen-presenting cells. Immunoinformatics tools can be used to predict the binding affinity of a peptide with the MHC-II cleft to localize epitopes, as well as perform epitope deletion deimmunization. These technologies may be employed in the generation of biobetters, however, the predictive tools available do not allow the identification of promiscuous amino acids. The aim of this work was to develop computational tools for protein deimmunization, improve an in silico immunogenicity prediction tool, construct a protein deimmunization genetic algorithm (GA) and later apply these tools to identify and remove the most immunogenic epitopes of a Bacillus subtilis L-asparaginase sequence. The TEPITOPE peptide-MHC-II affinity prediction method had its performance improved by summation of immunogenicity scores of overlapping epitopes and smoothing of these data through a spline. This protocol was applied to identify immunogenic regions in a Bacillus subtilis L-asparaginase (BsA) and this information was used by a protein deimmunization genetic algorithm. The algorithm uses a set of 100 BsA sequences and performs recombination and mutation operations at each cycle only in regions whose immunogenicity scores are among the top 20% of the protein and considering only neutral mutations (|DDG| between wild-type and mutant proteins is less than 0.5 kcal/mol), substituting sequences of higher immunogenicity for those with lower ones. At the end of execution cycles, the algorithm was able to, with only three mutations, generate a protein whose immunogenicity is 63.5 % lower than that of the original sequence, having two of the most immunogenic epitopes removed, maintaining structure and stability intact (RMSD=0.01Å and DDG = -0.2935 kcal/mol)). The protein deimmunization genetic algorithm allows parameterization and implementation of new immunogenicity and stability assessments that may increase its efficiency. The smoothing prediction method, the epitope visualization script and the genetic algorithm can be applied in an automated manner to a large number of amino acid chains aiding protein engineering projects. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85537 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/4497357102512154 |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/7223174055569374 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | BIOTECNOLOGIA - Monografias |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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