Analisis Epitop Sel B pada Fusion Protein (Protein F) Human Metapneumovirus sebagai Kandidat Vaksin Berbasis Peptida

ABSTRAK:

Human Metapneumovirus (HMPV) dapat menyebabkan infeksi saluran pernapasan akut (ISPA), terutama pada kelompok anak-anak, lansia, dan individu dengan sistem imun lemah. Tingginya risiko penyakit pada kelompok rentan tersebut menunjukkan pentingnya upaya pencegahan yang efektif. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan vaksin, salah satunya melalui analisis epitop sel B pada protein F (fusion protein) HMPV sebagai kandidat vaksin berbasis peptida dengan menggunakan pendekatan in silico, karena protein ini berperan penting dalam proses masuknya virus ke sel inang dan memiliki daerah yang dapat dikenali oleh antibodi. Analisis dilakukan melalui pemetaan epitop, pengujian antigenisitas, alergenisitas, toksisitas, hidrofobisitas, pemodelan struktur 3D, simulasi docking, dan analisis interaksi molekuler terhadap antibodi (5IFH). Hasil penelitian menunjukkan bahwa peptida VSNMPTSAGQ memiliki profil imunogenik yang baik berdasarkan parameter antigenisitas, alergenisitas, toksisitas, dan hidrofobisitas. Namun, hasil evaluasi lanjutan mengidentifikasi peptida QHGLKESYLEES sebagai kandidat vaksin berbasis peptida yang potensial. Peptida ini bersifat non-alergen, non-toksik, dan hidrofilik (GRAVY -1.400). Energi pengikatannya terhadap antibodi -523,8 kJ/mol, menunjukkan afinitas tinggi serta keberadaan residu bermuatan positif (Lisin) mendukung interaksi antigen–antibodi yang stabil dan pengenalan imun yang efektif. Oleh karena itu, peptida QHGLKESYLEES berpotensi dikembangkan sebagai vaksin peptida HMPV.

ABSTRACT:

Human Metapneumovirus (HMPV) is a causative agent of acute respiratory tract infections (ARTIs), particularly affecting children, the elderly, and immunocompromised individuals. The substantial disease burden in these vulnerable populations underscores the need for effective preventive strategies, including vaccine development. Accordingly, this study aimed to identify B-cell epitopes of the HMPV fusion (F) protein as peptide-based vaccine candidates using an in silico approach, given the critical role of this protein in viral entry and its immunologically relevant regions. The analysis involved epitope mapping, evaluation of antigenicity, allergenicity, toxicity, and hydrophobicity, three-dimensional structure modeling, molecular docking, and interaction analysis with an antibody receptor (5IFH). The results indicated that the peptide VSNMPTSAGQ exhibited a favorable immunogenic profile based on physicochemical and immunological parameters. However, further analyses identified the peptide QHGLKESYLEES as the most promising vaccine candidate. This peptide was non-allergenic, non-toxic, and highly hydrophilic (GRAVY −1.400), and demonstrated the strongest binding affinity to the antibody receptor with a binding energy of -523.8 kJ/mol. The presence of positively charged residues, particularly lysine, further supported stable antigen–antibody interactions and effective immune recognition. These findings suggest that QHGLKESYLEES holds significant potential for development as a peptide-based vaccine against HMPV.

مستخلص البحث:

عد فريوس املتابينومو البشري(HMPV)أحد املسببات الرئيسية اللتهاابت اجلهاز التنفسي احلادة، وال سيما لدى كبار السن واألفراد ذوي املناعة الضعيفة. ويُربز العبء املرضي املرتفع يف هذه الفئات احلساسة احلاجة إىل تطويراألطفال و اسرتاتيجيات وقائية فعّالة، مبا يف ذلك اللقاحات. وهتدف هذه الدراسة إىل حتديد حوامت اخلالاي البائية يف بروتني االندماج (F)لفريوسHMPVكمرشحات للقاح قائم على الببتيد ابستخدام هنجالنهج احلاسوب( in silico)، نظرًا للدور احملوري هلذا الربوتني يف دخول الفريوس إىل اخلالاي املضيفة واحتوائه على مناطق ذات أمهية مناعية.مشلت التحليالت رسم خرائط احلوامت، وتقييم املستضدية، والتحسسية، والسُميّة، واخلصائص اهليدروفوبية، ومنذجة البنية ثالثية األبعاد، وااللتحام اجلزيئي، وحتليل التفاعالت مع مستقبل األجسام املضادة(5IFH).وأظهرت النتائج أن الببتيدVSNMPTSAGQ ميتلك خصائص مناعية مناسبة استنادًا إىل املعايري الفيزايئية-الكيميائية واملناعية. ومع ذلك، أشارت التحليالت الالحقة إىل أن الببتيدQHGLKESYLEESيُعد املرشح األكثر وعدًا للُمُسِّّس وغري قاح. وقد اتصف هذا الببتيد بكونه غري سام، وذو طبيعة ُمبة للماء بدرجة عاليةقيمة(-1,400)، كما أظهر أعلى ألفة ارتباط مع مستقبل األجسام املضادة بطاقة ارتباط بلغت523.8-كيلوجول/مول. ًإضافةإىلذلك،فإنوجودبقاايموجبةالشحنة،والسيماالاليسني،يدعم استقرارتفاعلاملستضد-اجلسماملضادويسهميفالتعرفاملناعيالفعّال.وتشريهذهالنتائجإىلأنالببتيد QHGLKESYLEESميتلك إمكاانت كبرية للتطوير كلقاح ببتيدي ضد فريوس.HMPV