Geri Dön

In silico Antigenic Characterization of Hemagglutinin Protein N-Glycosylation in Swine Influenza A (H3N2) Virus Family

Domuz İnfluenza A (H3N2) Virüslerinde Hemaglutinin Proteinin N-Glikozilasyonunun Hesapsal Yöntemlerle Antijenik Karakterizasyonu

  1. Tez No: 1024218
  2. Yazar: SEMANUR BULUT
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ÖZBİL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

İnfluenza A virüsü (IAV), Orthomyxoviridae ailesinin önemli bir üyesi olup, geniş konakçı yelpazesi ve hızlı evrimleşme kapasitesi nedeniyle küresel halk sağlığı açısından önemli bir tehdit oluşturmaktadır. Virüsün konak hücreye girişi, hücre zarından uzak konumlanan reseptör bağlanma bölgesinde (RBS) bulunan siyalik asit içeren glikanları tanıyıp bağlanan yüzey glikoproteini hemaglutinin (HA) aracılığıyla gerçekleşmektedir. Reseptör bağlanma cebi çevresindeki mutasyonların, kuş tipi α2,3 ve insan tipi α2,6 siyalik asit bağlanma tercihlerini değiştirdiği iyi bilinmekle birlikte, IAV aynı zamanda HA'nın globüler baş bölgesine eklenen N-bağlı glikozilasyon bölgelerini kullanarak kritik antijenik epitopları maskelemekte ve konak bağışıklık baskısından kaçmaktadır. Bu kompleks N-glikan yapıları, HA'nın üç boyutlu yapısını doğrudan modüle ederek hem reseptör afinitesini hem de antikor tanınma profillerini temel düzeyde değiştirmektedir. Bu çalışmada, seçilen dört farklı viral suşta N- glikozilasyonun konak reseptörüne bağlanma ve antikordan kaçış üzerindeki ikili rolü kapsamlı olarak incelenmiş, glikan-mutant etkileşimlerinin yönlendirdiği farklı moleküler mekanizmalar karakterize edilmiştir. Bu kapsamda, İnfluenza A (H3N2) virüsüne ait hemaglutinin yüzey glikoproteini hem glikozillenmiş (gHA) hem de glikozillenmemiş (HA) formlarında yapısal olarak analiz edilmiştir. Bu post-translasyonel modifikasyonların yapısal ve termodinamik sonuçlarını değerlendirmek amacıyla, her iki yapı da konak hücre reseptörü olan siyalik asit ve nötralizan bir antikor ile kompleks oluşturacak şekilde fizyolojik çözücü ortamına yerleştirilmiş ve moleküler dinamik (MD) simülasyonlarına tabi tutulmuştur. Simülasyonlardan elde edilen veriler doğrultusunda, N-glikanların proteinin konformasyonel yapısı, epitop maskeleme özellikleri ve reseptör tanınması üzerindeki özgül etkileri yapısal analizler ve MM/PBSA serbest bağlanma enerjisi hesaplamaları kullanılarak ayrıntılı biçimde değerlendirilmiştir. Bu çalışma, dört farklı influenza suşunda N-glikozilasyonun konak reseptörüne bağlanma ve antikordan kaçış üzerindeki çeşitli etkilerini ortaya koymaktadır. WED06909.1 suşunda N-glikozilasyon, reseptör bağlanma bölgesinin esnekliğini homojenleştirerek reseptör bağlanması üzerinde dengeli ve tutarlı bir etki oluştururken, yapısal simetriyi bozarak bağışıklıktan kaçışı destekleyebilmektedir. Buna karşılık, WEU85467.1 suşunda bağlanma cebinde genel bir kararsızlaşma meydana gelmesine rağmen, hafif zincirde bulunan D30 kalıntısıyla olan etkileşimin bozulması sonucu antikorun tamamen dışlanması sağlanmaktadır. QID21368.1 suşunda ise N-glikozilasyon etkili bir epitop maskelemesi sağlayamamakta, aksine antikorun uzak bölgelerdeki ve doğrudan glikan kalıntılarındaki etkileşimleri birlikte kullanarak yeni bir tanıma mekanizması geliştirdiği ters etki (backfire effect) ortaya çıkmaktadır. Son olarak, WOZ06929.1 suşunda N-glikozilasyon genel bir stabilizasyon artışı sağlayarak konak reseptörüne özgüllüğü en üst düzeye çıkarmakta ve antikor bağlanma eksenini Zincir A/C etkileşimlerinden Zincir A/B etkileşimlerine yönlendiren bir eksen kaymasına neden olmaktadır.

Özet (Çeviri)

Influenza A virus (IAV), a prominent member of the Orthomyxoviridae family, remains a major global public health threat due to its extensive host range and capacity for rapid evolution. Viral entry into host cells is mediated by the surface glycoprotein hemagglutinin (HA), which recognizes and binds to sialic acid-containing glycans at the membrane-distal receptor-binding site (RBS). While mutations near the receptor- binding pocket are well-known to shift binding preferences between avian-like α2,3 and human-like α2,6 sialic acid linkages, IAV also heavily relies on the addition of N- linked glycosylation sites on the globular head of HA to mask critical antigenic epitopes and evade host immune pressure. These complex N-glycan structures directly modulate the tertiary architecture of HA, fundamentally altering both receptor affinity and antibody recognition profiles. In this study, we comprehensively analyzed the dual role of N-glycosylation in host receptor binding and antibody evasion across four selected viral strains from last five years, characterizing distinct molecular mechanisms driven by glycan-mutant interactions. In this context, the hemagglutinin surface glycoprotein from the Influenza A (H3N2) virus was structurally characterized in both its non-glycosylated (HA) and N- glycosylated (HA) forms. Complexes with both their host cell receptor analog α2,6 sialic acid, and a neutralizing antibody S139/1 Fab were placed into a physiological solvent environment and subjected to classical molecular dynamics (MD) simulations to evaluate the structural and thermodynamic consequences of these post-translational modifications. Based on data obtained from the simulations, structural and dynamic impacts of the N-glycans on the protein's 3D structures. These include conformational landscape, epitope shielding, and receptor recognition analyzed in detail via structural assessments and MM/PBSA free binding energy calculations. This study elucidated the diverse consequences of N-glycosylation on host receptor binding and antibody evasion across four influenza strains. For the WED06909.1 strain, N-glycosylation exerted a uniform, balanced effect on receptor binding by homogenizing RBS flexibility, while driving immune escape via symmetry breaking. Conversely, the WEU85467.1 strain underwent general destabilization within the binding pocket but achieved complete antibody exclusion by disrupting the D30 light- chain interaction. N-glycosylation failed to shield the QID21368.1 strain, triggering a backfire effect, where the antibody adapted its recognition mechanism by combining distal and direct glycan residues. Finally, the WOZ06929.1 strain exhibited a net enhancement in stabilization, peaking host receptor specificity and inducing an axis shift that redirected antibody bonds from Chains A/C to Chains A/B.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    1006559

    LACTOCOCCUS PETAURI İZOLATLARINDA GAPDH GENİNİN MOLEKÜLER KARAKTERİZASYONU VE REKOMBİNANT GAPDH PROTEİNİNE KARŞI GÖKKUŞAĞI ALABALIĞINDA (ONCORHYNCHUS MYKISS) OLUŞAN ANTİKOR YANITININ DEĞERLENDİRİLMESİ

    MOLECULAR CHARACTERIZATION OF THE GAPDH GENE IN LACTOCOCCUS PETAURI ISOLATES AND EVALUATION OF ANTIBODY RESPONSE TO RECOMBINANT GAPDH PROTEIN IN RAINBOW TROUT (ONCORHYNCHUS MYKISS)

    ESRA DEMİRBAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    MikrobiyolojiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Su Ürünleri Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERTAN EMEK ONUK

  2. Tez No

    651190

    Hypoderma bovis hypodermin rekombinant antijenlerinin karakterizasyonu, ekspresyon profilleri ve serolojik teşhisteki etkinliklerinin değerlendirilmesi

    Characterization and expression profiles of hypoderma bovis hypodermin recombinant antigens and assesment of their serodiagnostic efficiencies

    MÜBECCEL OKUR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Veteriner HekimliğiErciyes Üniversitesi

    Veterinerlik Parazitolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDULLAH İNCİ

  3. Tez No

    755639

    SARS-CoV-2 antijenik peptidi yüklü nanopartiküllerin üretimi ve aşı uygulaması amaçlı biyolojik değerlendirmesi

    Production of SARS-CoV-2 antigenic peptide loaded nanoparticles and biological evaluation for vaccine application

    RAMAZAN MADEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyolojiYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERAP DERMAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH ŞEFİK ABAMOR

  4. Tez No

    1012896

    Sterol taşıyıcı protein-2 (SCP-2) genini hedef alan siRNA yüklü kuersetin bazlı gümüş nanopartiküllerin Aedes albopictus'un fizyolojik ve biyolojik faktörleri üzerine etkisinin araştırılması

    Investigation of the effects of siRNA-loaded quercetin-based silver nanoparticles targeting the sterol carrier protein-2 (SCP-2) gene on the physiological and biological factors of Aedes albopictus

    BATUHAN AŞKIM ARSLANHAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Veteriner HekimliğiErciyes Üniversitesi

    Veterinerlik Parazitolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPARSLAN YILDIRIM

    DOÇ. DR. ÖMER AYDIN

  5. Tez No

    1012263

    Over kanserine yönelik terapötik aşı geliştirilmesi ve etkinliğinin incelenmesi

    Development of therapeutic vaccine against ovarian cancer and investigation of its effectiveness

    RABİA YILMAZ ÖZTÜRK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RABİA ÇAKIR

Geri Dön