Plasmodium falciparum is one of the deadliest parasite in human history and therefore, developing safe, low-cost and highly efficient malaria vaccine with long-term stability is urgently needed. Many recent studies have shown that the plant-based transient expression system is most promising technology that enables safe, rapid and inexpensive production of valuable, recombinant proteins with high expression capacity. Pfs48/45 is one of the leading candidates for transmission blocking (TB) vaccine development and plays a key role in parasite fertilization. Plant produced Pfs48/45 of P. falciparum could be a great potential as a TB vaccine candidate for a safe, effective, and low-cost vaccine against malaria. Pfs48/45 protein has seven potential glycosylation sites and is aberrantly glycosylated when expressed in Nicotiana benthamiana plants. Recently, to avoid the aberrant glycosylation, a strategy was developed to produce non-glycosylated proteins in plants by co-expression of target proteins of interest with bacterial enzymes PNGase F or Endo H (Mamedov et al. 2013, 2016, 2017). In this study, non-glycosylated variants of Pfs48/45 protein, was engineered, expressed and produced in N. benthamiana plant using PNGase F or Endo H in vivo deglycosylation strategy. Glycosylated and deglycosylated variants of Pfs48/45 were purified and purified protein were characterized using a conformational specific Pfs48/4 monoclonal antibody (MRA-26, IIC5-B10), a known TB antibody. We demonstrate that, in contrast to the glycosylated form, plant produced in vivo Endo H deglycosylated Pfs48/45 was recognized by conformational specific Pfs48/45 monoclonal antibody, in a manner like its PNGase F deglycosylated counterpart. This suggest that plant produced Pfs48/45 protein contain epitopes present on native Pfs48/45 and therefore, have a great potential for the development of a Pfs48/45-based TB malaria vaccine.

Plasmodium falciparum, insanlık tarihindeki en ölümcül parazitlerden biridir ve bu nedenle, uzun vadeli stabiliteye sahip güvenli, düşük maliyetli ve yüksek verimli sıtma aşısı geliştirmeye acilen ihtiyaç vardır. Son zamanlardaki birçok çalışma, bitki bazlı geçici ekspresyon sisteminin, yüksek ekspresyon kapasitesine sahip değerli, rekombinant proteinlerin güvenli, hızlı ve ucuz üretimini sağlayan en ümit verici teknoloji olduğunu göstermiştir. Pfs48 / 45, bulaşma engelleme (TB) aşısının geliştirilmesinde önde gelen adaylardan biridir ve parazit fertilizasyonunda önemli bir rol oynar. Bitkide üretilmiş P. falciparum'un Pfs48 / 45 proteini, sıtmaya karşı güvenli, etkili ve düşük maliyetli bir aşı için TB aşısı adayı olarak büyük bir potansiyel olabilir. Pfs48 / 45 proteininin yedi potansiyel glikosilasyon bölgesi vardır ve Nicotiana benthamiana bitkilerinde eksprese edildiğinde anormal şekilde glikosile edilir. Son zamanlarda, anormal glikosilasyonu önlemek için, bakteriyel enzimler PNGase F veya Endo H ile ilgili hedef proteinlerin birlikte sentezlenmesiyle bitkilerde glikosile edilmemiş proteinlerin üretilmesi için bir strateji geliştirilmiştir (Mamedov vd. 2013, 2016, 2017). Bu çalışmada, Pfs48 / 45 proteininin glikosile edilmemiş varyantları, in vivo deglikosilasyon stratejisinde PNGase F veya Endo H kullanılarak N. benthamiana bitkisinde tasarlanmış, ifade edilmiş ve üretilmiştir. Pfs48 / 45'in glikosile edilmiş ve deglikosile edilmiş varyantları saflaştırılmış ve saflaştırılmış protein, bilinen bir TB antikoru olan bir konformasyonel spesifik Pfs48 / 45 monoklonal antikoru (MRA-26, IIC5-B10) kullanılarak karakterize edilmiştir. Glikosile edilmiş formun tersine, in vivo Endo H deglikosile edilmiş Pfs48 / 45'te üretilen bitkinin, PNGase F deglikosile edilmiş muadiline benzer bir şekilde, konformasyonel spesifik Pfs48 / 45 monoklonal antikoru tarafından tanındığını göstermekteyiz. Bu, bitki tarafından üretilen Pfs48 / 45 proteininin doğal Pfs48 / 45 üzerinde bulunan epitopları içerdiğini ve bu nedenle bir Pfs48 / 45 bazlı TB sıtma aşısının geliştirilmesi için büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.