پیش بینی اپی توپ های انتی ژن های omp25 و BLS باکتری بروسلا و برهمکنش آن ها با مولکولهای MHC در گوسفند به روش بیوانفورماتیکی

بیماری بروسلوز یک بیماری مشترک بین انسان و دام بوده که در سال های اخیر خسارت های زیادی را به صنعت دامپروری وارد کرده است. یکی از راه های پیشگیری این بیماری تهیه واکسن است. برای تولید یک واکسن نوترکیب موفق عواملی از جمله، انتخاب یک آنتی ژن مناسب از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. بدین منظور، اخیرا در تحقیقات بالینی ، زیست پزشکی و تولید واکسن های نوترکیب از اپی توپ ها در به طور گسترده ای استفاده می شود. پروتیین های سطحی این باکتری از جمله پروتیین های  BLS و OMP25،  دارای ویژگی های آنتی ژنیک بوده و نقش مهمی در ایجاد این بیماری بازی میکنند. با توجه به عدم وجود واکسن های موثر، امروزه نیاز به تولید واکسن های جدید و کارآمد بیش از پیش احساس می شود. هدف از این مطالعه، پیش بینی بیوانفورماتیکی اپی توپ های ژن های  BLS و Omp25 باکتری بروسلا به منظور معرفی کاندید مناسب برای تولید واکسن بود.

 بدین منظور، جهت پیش بینی اپی توپ ها، از سرور های SYFFPEITHI، PROPRED و IEDB استفاده شد. سپس ساختار سه بعدی  به دست آمد. ، سپس مدلسازی اپی توپ های پیش بینی شده با استفاده از سرور Pepfold 3 انجام شد. به منظور بررسی پایداری ساختارهای پیش بینی شده و اطمینان از صحت ساختار سوم پپیتیدها، شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از نرم افزار GROMACS ورژن 2019 و در مدت زمان 10 نانوثانیه انجام شد. به منظور بررسی پایداری کمپلکس ها، بر اساس نتایج به دست آمده از داکینگ مولکولی، کمپلکس های با مقادیر منفی تر انرژی آزاد اتصال، جهت انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی انتخاب شدند.  در نهایت نتایج به دست آمده، در شرایط دینامیکی در نرم افزار گرومکس مورد بررسی قرار گرفت. بررسی استاتیک برهمکنش بین اپی توپ ها با  مولکول های MHC II و MHC I گوسفندی به کمک نرم افزار Autodock vina انجام شد.

 از بین نتایج به دست آمده از سرورهای مختلف، اپی توپ هایی انتخاب شده اند که در بین نتایج همه سرورها مشترک و دارای بهترین پارامترها بودند. در نهایت، 8 پپتید که عددهای بهتری داشتند به عنوان اپی توپ های پیشنهادی در نظر گرفته شدند. نتایج به دست آمده از دینامیک مولکولی نشان داد که مقادیر rmsd برای اینترلوکین و اینترلوکین متصل به پلی اپی توپ در دو حالت تفاوت زیادی نداشته، لذا این نتایج بیانگر این موضوع است که فعالیت اینترلوکین متصل به پلی اپی توپ تغییر نمی یابد. مقادیر rmsf  هم نشانگر پایداری یکسان در هر دو پروتیین می باشد. در نهایت نتایج این مطالعه نشان داد که در شرایط دینامیکی، 4 اپی توپ پیش بینی شده، دارای قدرت اتصال بالا به گیرنده های MHC کلاس 1 و 2 می باشند.

علاوه بر این نتایج داکینگ و دینامیک مولکولی نشان داد که پلی اپی توپ پیش بینی شده در این مطالعه، می تواند به عنوان یک پلی اپی توپ کاندید در طراحی واکسن نوترکیب بر علیه بیماری بروسلوز مورد استفاده قرار گیرد.  هرچند که برای تایید این نتایج، نیاز به انجام مطالعات تکمیلی و آزمایشگاهی می باشد.