تعداد نشریات | 25 |
تعداد شمارهها | 932 |
تعداد مقالات | 7,652 |
تعداد مشاهده مقاله | 12,494,524 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,885,867 |
بررسی پایگاه های توالی آلرژن ها و تعیین پایگاه داده مناسب برای آنالیز بیوانفورماتیکی آلرژنیسیته پروتئین های نوترکیب | ||
زیست شناسی کاربردی | ||
مقاله 3، دوره 30، شماره 1، شهریور 1396، صفحه 37-58 اصل مقاله (546.9 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22051/jab.2017.2987 | ||
نویسندگان | ||
نجف الهیاری فرد* 1؛ زرین مینوچهر2؛ مسعود رهگذر3؛ عبدالمنان اورنگ4؛ محمد فضیلتی5 | ||
1استادیار، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران ، ایران | ||
2استادیار، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری ، تهران ، ایران | ||
3دانشیار، گروه کامپیوتر دانشگاه تهران، ایران | ||
4کارشناسی ارشد، دانشگاه پیام نور اصفهان، ایران | ||
5دانشیار، دانشگاه پیام نور اصفهان، ایران | ||
چکیده | ||
براساس اعلام سازمان جهانی آلرژی؛ حدود یک سوم جمعیت جهان متاثر از آلرژیاند. مطابق با ضوابط سازمان جهانی سلامت ارزیابی آلرژنیسیته پروتئینهای نوترکیب ضروری است. ارزیابی آلرژنیسیته با پیشرفتهای بدست آمده در آنالیزهای بیوانفورماتیکی و تعیین ساختار سه بعدی آلرژنها تسهیل شده است. آنالیز بیوانفورماتیکی مرحله مقدماتی در ارزیابی آلرژنیسیته پروتئینهای نوترکیب است که نتایج آن در سنگینی مستندات و قضاوت آلرژنیسیته اهمیت دارد. کارایی آنالیز بیوانفورماتیکی آلرژنیسیته پروتئینهای نوترکیب وابسته به ماهیت و محتوای پایگاههای اطلاعاتی مورد استفاده در تحلیل است. این تحقیق با هدف بررسی و تعیین پایگاههای داده توالی مناسب برای آنالیز بیوانفورماتیکی آلرژنیسیته پروتئینهای نوترکیب انجام شد. لذا پایگاههای داده آلرژن پس از مطالعه تطبیقی در سه گروه الف- عمومی، ب- مولکولی و ج- آنالیز موتیف و اپیتوپ دستهبندی شد. نتایج نشان داد این پایگاهها در حجم دادهها، سازماندهی و قابلیتها متفاوت هستند. به منظور دستیابی به نتایج بهتر و دقیقتر، آنالیز بیوانفورماتیکی آلرژنیسیته پروتئینهای نوترکیب باید بصورت ترکیبی و بهره-مندی از گروهی از پایگاههای اطلاعاتی آلرژنها انجام شود. بدلیل گستره دادهها و الگوریتمهای مختلف درباره پیشبینی آلرژنیسیته، پایگاه توالی آلرژنها شامل Allergome, ADFS, SDAP, FARRP و Alegpred برای آنالیز بیوانفورماتیکی آلرژنیسیته پروتئینهای نوترکیب توصیه میشود. همچنین در این تحقیق ارزیابی بیوانفورماتیکی آلرژنیسیته پروتئین اسموتین انجام شد. نتایج تحقیق حاکی از آن بود که براساس آنالیزهای بیوانفورماتیکی اسموتین حساسیتزا است. | ||
کلیدواژهها | ||
آلــرژن؛ پایــگاه داده پروتئینــی؛ پروتئینهــای نوترکیــب | ||
عنوان مقاله [English] | ||
Study of Allergen Sequence Databases and Determination of Suitable Databases for Bioinformatics Allergenicity Assessment of Recombinant Proteins | ||
نویسندگان [English] | ||
Najaf Allahyari Fard1؛ Zarrin Minuchehr2؛ Masoud Rahgozar3؛ Abdolmanan Owrang4؛ Mohammad Fazilati5 | ||
1Assisstant Professor, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology,tehran,iran | ||
2Assisstant Professor, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology, Tehran,Iran | ||
3Associate Professor,Tehran University,Iran | ||
4Master of Science, Payame Noor University, Isfahan Branch,Iran | ||
5Associate Professor Payame Noor University, Isfahan Branch, Iran | ||
چکیده [English] | ||
World Allergy Organization has stated that approximately one third of the world population is affected by allergy. Based on regulation of World Health Organization (WHO) allergenicity assessment of recombinant proteins is essential. Allergenicity assessment is facilitated by achieved progress in the determination of 3D structural of allergens and Bioinformatics analysis. Bioinformatics analysis is primary step in allergenicity assessment of recombinant proteins that its result has an important role in weight of evidences. The efficacy of bioinformatics analysis for allergenicity assessment of recombinant proteins depends directly on the nature and content of the databases using for analysis. The aims of this investigation were study and determination of suitable allergen sequence databases for allergenicity assessment of recombinant proteins. Therefore, allergen databases were categorized after comparative study in three groups; A- General, B- molecular analysis and C- motif and epitope. Results indicate that these databases differ in content, organization, and capabilities. In order to get better and more precise results, the bioinformatics assessment must perform with group of allergen sequence databases. Because of number of data and different algorithms about prediction of allergenicity, we recommend FARRP, SDAP, Allergome, ADFS, and Alegpred for bioinformatics allergenicity assessment of recombinant proteins. Also in silico allergenecity assessment of Osmotin was done in this study. The results showed that Osmotin is allergen based on bioinformatic analysis. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Allergens, Protein database, Recombinant proteins | ||
مراجع | ||
Aalberse, R. C. (2005). Assessment of sequence homology and cross-reactivity. [Review]. Toxicol Appl Pharmacol, 207(2 Suppl), 149-151. doi: 10.1016/j.taap.2005.01.021 Allahyari Fard, N., & Minuchehr, Z. (2013). In Silico Analysis for Allergenicity Assessment of Novel Proteins of GMOs. Genetics in the 3rd millennium, 10(4), 0-15. Altschul, S. F., Madden, T. L., Schaffer, A. A., Zhang, J., Zhang, Z., Miller, W., & Lipman, D. J. (1997). Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Res, 25(17), 3389-3402. Alvaro, M., Sancha, J., Larramona, H., Lucas, J. M., Mesa, M., Tabar, A. I., & Martinez-Canavate, A. (2013). Allergen-specific immunotherapy: Update on immunological mechanisms. Allergol Immunopathol (Madr), 41(4), 265-272. Bailey, T. L., Boden, M., Buske, F. A., Frith, M., Grant, C. E., Clementi, L., . . . Noble, W. S. (2009). MEME SUITE: tools for motif discovery and searching. [Research Support, N.I.H., Nucleic Acids Res, 37(Web Server issue), W202-208. Brusic, V., Millot, M., Petrovsky, N., Gendel, S. M., Gigonzac, O., & Stelman, S. J. (2003). Allergen databases. Allergy, 58(11), 1093-1100. Brusic, V., & Petrovsky, N. (2003). Bioinformatics for characterisation of allergens, allergenicity and allergic crossreactivity. [Review]. Trends Immunol, 24(5), 225-228. Cohen, S. G., & King, J. R. (2001). Skin tests: a historic trail. Immunol Allergy Clin North Am, 21(2), 191-249. Cui, Y. (2013). Structural biology of mite allergens. Mol Biol Rep, 40(1), 681-686. doi: 10.1007/s11033-012-2108-8 Gendel, S. M.(2002). Sequence analysis for assessing potential allergenicity. Ann N Y Acad Sci, 964, 87-98. Gendel, S. M. (2009). Allergen databases and allergen semantics. Regul Toxicol Pharmacol, 54(3 Suppl), S7-10. doi: 10.1016/j.yrtph.2008.10.011 Gendel, S. M., & Jenkins, J. A. (2006). Allergen sequence databases. Mol Nutr Food Res, 633-637 Gibson, J. (2006). Bioinformatics of protein allergenicity. Mol Nutr Food Res, 50(7), 591. doi: 10.1002/mnfr.200690020 Goodman, R., Ebisawa, M., Sampson, H., van Ree, R., Vieths, S., Wise, J., & Taylor, S (2007) AllergenOnline, a peer-reviewed protein sequence database for assessing the potential allergenicity of genetically modified organisms and novel food proteins. World Allergy Organization Journal, S285. Harwanegg, C., Laffer, S., Hiller, R., Mueller, M. W., Kraft, D., Spitzauer, S., & Valenta, R. (2003). Microarrayed recombinant allergens for diagnosis of allergy. Clin Exp Allergy, 33(1), 7-13. Hileman, R. E., Silvanovich, A., Goodman, R. E., Rice, E. A., Holleschak, G., Astwood, J. D., & Hefle, S. L. (2002). Bioinformatic methods for allergenicity assessment using a comprehensive allergen database. Int Arch Allergy Immunol, 128(4), 280-291. Holloway, J. W., Yang, I. A., & Holgate, S. T. (2010). Genetics of allergic disease. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 125(2), S81-S94. Ivanciuc, O., Schein, C. H., & Braun, W. (2002). Data mining of sequences and 3D structures of allergenic proteins. Bioinformatics, 18(10), 1358-1364. Ivanciuc, O., Schein, C. H., & Braun, W. (2003). SDAP: database and computational tools for allergenic proteins. Nucleic Acids Res, 31(1), 359-362. Ivanciuc, O., Schein, C. H., Garcia, T., Oezguen, N., Negi, S. S., & Braun, W. (2009). Structural analysis of linear and conformational epitopes of allergens. Regul Toxicol Pharmacol, 54(3 Suppl), S11-19. doi: 10.1016/j.yrtph.2008.11.007 Kamble, S., & Bharmal, M. (2009). Incremental direct expenditure of treating asthma in the United States. J Asthma, 46(1), 73-80. doi: 10.1080/02770900802503107 Ladics, G. S., Cressman, R. F., Herouet-Guicheney, C., Herman, R. A., Privalle, L., Song, P., McClain, S. (2011). Bioinformatics and the allergy assessment of agricultural biotechnology products: industry practices and recommendations. Regul Toxicol Pharmacol, 60(1), 46-53. doi: 10.1016/j.yrtph.2011.02.004 Mari, A., Rasi, C., Palazzo, P., & Scala, E. (2009). Allergen databases: current status and perspectives. Curr Allergy Asthma Rep, 9(5), 376-383. Mari, A., Scala, E., Palazzo, P., Ridolfi, S., Zennaro, D., & Carabella, G. (2006). Bioinformatics applied to allergy: allergen databases, from collecting sequence information to data integration. The Allergome platform as a model. Cell Immunol, 244(2), 97-100. doi: 10.1016/j.cellimm.2007.02.012 Markovic-Housley, Z., Degano, M., Lamba, D., von Roepenack-Lahaye, E., Clemens, S., Susani, M., . . . Breiteneder, H. (2003). Crystal structure of a hypoallergenic isoform of the major birch pollen allergen Bet v 1 and its likely biological function as a plant steroid carrier. J Mol Biol, 325(1), 123-133. Martinez Barrio, A., Soeria-Atmadja, D., Nister, A., Gustafsson, M. G., Hammerling, U., & Bongcam-Rudloff, E. (2007). EVALLER: a web server for in silico assessment of potential protein allergenicity. Nucleic Acids Res, 35(Web Server issue), W694-700. doi: 10.1093/nar/gkm370 Mora, C., Flores, I., Montealegre, F., & Diaz, A. (2003). Cloning and expression of Blo t 1, a novel allergen from the dust mite Blomia tropicalis, homologous to cysteine proteases. Clin Exp Allergy, 33(1), 28-34. Nakamura, R., Teshima, R., Takagi, K., & Sawada, J. (2005). [Development of Allergen Database for Food Safety (ADFS): an integrated database to search allergens and predict allergenicity. Kokuritsu Iyakuhin Shokuhin Eisei Kenkyusho Hokoku(123), 32-36. Ono, S. J. (2000). Molecular genetics of allergic diseases. Annu Rev Immunol, 18, 347-366. doi: 10.1146/annurev.immunol.18.1.347 Pearson, W. R. (2000). Flexible sequence similarity searching with the FASTA3 program package. Methods Mol Biol, 132, 185-219. Radauer, C., Bublin, M., Wagner, S., Mari, A., & Breiteneder, H. (2008). Allergens are distributed into few protein families and possess a restricted number of biochemical functions. J Allergy Clin Immunol, 121(4), 847-852 e847. doi: 10.1016/j.jaci.2008.01.025 Randhawa, G. J., Singh, M., & Grover, M. (2011). Bioinformatic analysis for allergenicity assessment of Bacillus thuringiensis Cry proteins expressed in insect-resistant food crops. Food Chem Toxicol, 49(2), 356-362. doi: 10.1016/j.fct.2010.11.008 Saha, S., & Raghava, G. P. (2006). AlgPred: prediction of allergenic proteins and mapping of IgE epitopes. Nucleic Acids Res, 34(Web Server issue), W202-209. doi: 10.1093/nar/gkl343 Saito, H., Nakajima, T., & Matsumoto, K. (2001). Human mast cell transcriptome project. [Comparative Study Review]. Int Arch Allergy Immunol, 125(1), 1-8. doi: 53790 Salehi, J., Tohidfar, M., & Sadeghi, A. (2010). Biosafety of genetically modified products: ABRII. Schein, C. H. (1989). Production of soluble recombinant proteins in bacteria. Nat Biotechnol, 7(11), 1141-1149. Schein, C. H., Ivanciuc, O., Braun, W., Maleki, S., Burks, A., & Helm, R. (2006). Structural database of allergenic proteins (SDAP). Food allergy, 257-283. Schein, C. H., Ivanciuc, O., Midoro-Horiuti, T., Goldblum, R. M., & Braun, W. (2010). An Allergen Portrait Gallery: Representative Structures and an Overview of IgE Binding Surfaces. Bioinform Biol Insights, 4, 113-125. Singh, M. B., & Bhalla, P. L. (2003). Hypoallergenic derivatives of major grass pollen allergens for allergy vaccination. Immunol Cell Biol, 81(1), 86-91. doi: 10.1046/j.0818-9641.2002.01144.x Stadler, M. B., & Stadler, B. M. (2003). Allergenicity prediction by protein sequence. [Comparative Study]. FASEB J, 17(9), 1141-1143. doi: 10.1096/fj.02-1052fje Tong, J. C., Lim, S. J., Muh, H. C., Chew, F. T., & Tammi, M. T. (2009). Allergen Atlas: a comprehensive knowledge center and analysis resource for allergen information. Bioinformatics, 25(7), 979-980. doi: 10.1093/bioinformatics/btp077 Towhidfar, M., & Kaviani, M. (2010). Biosafety aspects of cotton biotechnology: ABRII. Valenta, R., & Kraft, D. (2001). Recombinant allergen molecules: tools to study effector cell activation. 179, 119-127. Vincent, K. J., & Zurini, M. (2012). Current strategies in antibody engineering: Fc engineering and pH-dependent antigen binding, bispecific antibodies and antibody drug conjugates. [Review]. Biotechnol J, 7(12), 1444-1450. Wise, J., Taylor, S. L., & Goodman, R. E. (2009). Development and use of the AllergenOnline. org curated protein database for assessing the potential allergenicity of genetically modified organisms and novel food ingredients. BIOT-2009, 116. Yu, K., Petrovsky, N., Schonbach, C., Koh, J. Y., & Brusic, V. (2002). Methods for prediction of peptide binding to MHC molecules: a comparative study. Mol Med, 8(3), 137-148.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 691 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,356 |