طراحی و بررسی داکینگ مولکولی کایمر نوترکیب hbha-omp28 با هدف توسعه یک واکسن کارآمد علیه باکتری سالمونلا تیفی‏موریوم

زمینه مطالعه: سالمونلوزیک بیماری‏ مهم و خطرناک می‌باشد که سلامت انسان و حیوان را مورد تهدید قرار می‏دهد. این بیماری سالیانه سبب زیان‏های اقتصادی بی‌شماری می‌شود، از جمله مهم‌ترین راه های مقرون به صرفه برای مهار انواع پاتوژن ها واکسیناسیون ایمن با انواع واکسن‌های زیر واحدی می‌باشد. آنتی ژن omp28 به عنوان یک پروتئین خارج غشایی مهم در باکتری سالمونلا تیفی‏موریوم توانایی اثبات شده‌ای در تحریک سیستم همورال و سلولار میزبان را دارد. از طرفی جهت بهبود واکنش ایمنی نسبت به آنتی‌ژن‌ها، در طراحی واکسن‌ها معمولاً از ادجوانت ها استفاده می‌شود.هدف: مطالعه حاضر به منظور طراحی کایمر نوترکیب hbha-omp28 به عنوان یک واکسن علیه پاتوژن سالمونلا اجرا شد.روش‎کار: برای این منظور، توالی‏های نوکلئوتیدی و آمینو اسیدی آنتی‏ژن omp28 و مولکول hbha از پایگاه داده‏های ncbi استخراج شد. سپس کایمر نوترکیب hbha-omp28 با استفاده از لینکر پپتیدی غیر منعطف به صورت درون رایانه ای طراحی شد. پیش بینی اپی توپ های سلول های t و b به ترتیب توسط سرورهای iedb و abcpred انجام شد و خواص آنتی‏ژنسیتی، آلرژنسیتی و فیزیکوشیمایی سازه طراحی شده نیز به ترتیب توسط سرورهای vaxijen، allertop و protparam بررسی شد. در ادامه برای ارزیابی ساختار دوم و ساختار سوم سازه، به ترتیب سرورهای sopma وi-tasser به کار گرفته شدند. داکینگ مولکولی بین کایمر نوترکیب و گیرنده tlr4/md2 با استفاده از سرور cluspro بررسی شد. در نهایت پس از بهینه‏سازی کدون‏های توالی نوکلئوتیدی کایمر نوترکیب در سامانه پروکاریوتی e. coli سویه k-12، امکان کلون کایمر نوترکیب درون وکتور pet21-a (+) مورد بررسی قرار گرفت.نتایج: بر اساس نتایج به دست آمده در مطالعه حاضر، کایمر نوترکیب hbha-omp28 یک پروتئین غیر‏آلرژن و آنتی‏ژنتیک با وزن مولکولی 19/34 کیلو دالتون بود. این سازه با توزیع 91 درصد اسیدهای آمینه‏ در ناحیه هسته (بر اساس آنالیزهای راماچاندران) مدل شد. همچنین بر اساس داکینگ مولکولی مشخص شد که پروتئین hbha توانسته با تشکیل 9 پیوند هیدروژنی به گیرنده tlr4/md2 متصل شود. همچنین نتایج کلونینگ اثبات کرد که کایمر نوترکیب با موفقیت درون وکتور بیانی pet21-a(+) کلون شد.نتیجه گیری نهایی: به طور کلی می‏توان نتیجه گرفت که سازه طراحی شده hbha-omp28 در مطالعه حاضر می‌تواند کاندید قابل اعتمادی در ساخت واکسن‌های نوترکیب علیه باکتری سالمونلا باشد.

design and molecular docking study of recombinant chimera protein hbha-omp28 for developing an efficient vaccine against salmonella typhimurium

background: salmonellosis is a dangerous disease that can threaten the health of humans and animals. this disease can lead to economic losses annually; therefore, many studies have been conducted to prevent this disease.objectives: the current study aims to design a recombinant chimera protein hbha-omp28 as a vaccine against salmonella typhimurium.methods: the nucleotide and amino acid sequences of omp28 and hbha proteins were first extracted from the ncbi database. then, the recombinant chimera of hbha-omp28 was bioinformatically assembled using a rigid linker. epitope prediction of t and b cells, antigenicity, allergenicity, and physicochemical features assessments of hbha-omp28 were done using immune epitope database (iedb), abcpred, vaxijen, allertop and protparam online servers, respectively. to assess the secondary and tertiary structures, the self-optimized prediction method with alignment (sopma) and the iterative threading assembly refinement (i-tasser) server were used, respectively. molecular docking between recombinant chimera and tlr4/md2 receptor was assessed by cluspro server. finally, after codon optimization of nucleotide sequence of recombinant chimera to express in escherichia coli k-12 strain, the cloning of recombinant chimera in pet21-a (+) vector was examined.results: the designed recombinant chimera was classified as an antigenic and non-allergenic protein with molecular weight of 34.19 kda. according to the results of molecular docking study, the hbha-omp28 protein was able to bind to tlr4/md2 receptor using 9 hydrogen bonds. the results of cloning study demonstrated that hbha-omp28 successfully cloned into pet21-a (+).conclusions: the designed recombinant chimera can be an appropriate vaccine against salmonella bacteria.