Analisis Epitop Protein Rv3614 sebagai kandidat vaksin Tuberkulosis berbasis Peptida

ABSTRAK:

Tuberkulosis (TB) yang disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis masih
menjadi masalah kesehatan yang serius, terutama di Indonesia dengan angka kasus yang tinggi. Vaksin BCG yang saat ini digunakan memiliki keterbatasan dalam pencegahan TB. Penelitian ini bertujuan merancang vaksin berbasis protein Rv3614 dari M. tuberculosis H37Rv secara in-silico. Data protein diambil dari database NCBI, kemudian dilakukan prediksi epitop sel B menggunakan situs IEDB dengan metode bepiperd 2.0. Epitop yang teridentifikasi diuji antigenisitas (Vaxijen), alergenisitas (AllerTOP), dan toksisitas (ToxinPred). Struktur epitop dimodelkan menggunakan SWISS-Model dan PyMol, serta divalidasi melalui Ramachandran Plot. Analisis sifat fisikokimia dan kelarutan dilakukan dengan Expasy ProtParam dan Innovagen. Interaksi epitop dengan reseptor sel B manusia dianalisis melalui docking menggunakan ClusPro 2.0. Hasil penelitian menunjukkan empat epitop utama, yakni MDLPGNDFDSNDFD (posisi 1–14), LWGADGAEGWTAD (posisi 18–30), IIGVGSAATPDTGPDLDNAHGQAETDTEQ (posisi 32–60), dan
GETWGLPSPEEAAAA (posisi 147–161). Epitop pada posisi 32–60 memiliki
potensi terbaik sebagai kandidat vaksin karena bersifat antigenik, non alergen, dan non-toksik, serta memiliki sifat fisikokimia dan kelarutan yang mendukung. Docking menunjukkan energi ikatan terendah sebesar -1305,6, menandakan kompleks yang stabil. Penelitian ini mendukung pengembangan vaksin TB berbasis peptida yang efektif.

ABSTRACT:

Tuberculosis (TB), caused by Mycobacterium tuberculosis, remains a serious healthproblem, especially in Indonesia where case numbers are high. The currently usedBCG vaccine has limitations in preventing TB. This study aims to design an in-silico vaccine based on the Rv3614 protein from M. tuberculosis H37Rv. Proteindata were retrieved from the NCBI database, followed by B-cell epitope predictionusing the IEDB website with the bepipred 2.0 method. Identified epitopes wereevaluated for antigenicity (Vaxijen), allergenicity (AllerTOP), and toxicity(ToxinPred). Epitope structures were modeled using SWISS-Model and PyMol,then validated by Ramachandran Plot analysis. Physicochemical properties andsolubility were analyzed using Expasy ProtParam and Innovagen. Interactionbetween the epitopes and human B-cell receptors was assessed through dockingusing ClusPro 2.0. The results identified four main epitopes:MDLPGNDFDSNDFD (positions 1–14), LWGADGAEGWTAD (positions 18–30), IIGVGSAATPDTGPDLDNAHGQAETDTEQ (positions 32–60), andGETWGLPSPEEAAAA (positions 147–161). The epitope at positions 32–60showed the highest potential as a vaccine candidate due to its antigenic, non-allergenic, and non-toxic properties, as well as favorable physicochemicalcharacteristics and solubility. Docking revealed the lowest binding energy of -1305.6, indicating a stable complex. This study supports the development of aneffective peptide-based TB vaccine.

مستخلص البحث:

ﻣﻦاﻟﻤﺸﻜﻼتاﻟﺼﺤﯿﺔاﻟﺨﻄﯿﺮة،ﺧﺎﺻﺔﻓﻲإﻧﺪوﻧﯿﺴﯿﺎاﻟﺘﻲﺗﺸﮭﺪﻣﻌﺪﻻتإﺻﺎﺑﺔﻣﺮﺗﻔﻌﺔ.ﻟﻘﺎح BCG اﻟﻤﺴﺘﺨﺪمﺣﺎﻟﯿًﺎﯾﻌﺎﻧﻲﻣﻦﻣﺤﺪودﯾﺔﻓﻲﻓﻌﺎﻟﯿﺘﮫﻟﻠﻮﻗﺎﯾﺔﻣﻦاﻟﺴﻞ.ﯾﮭﺪفھﺬااﻟﺒﺤﺚإﻟﻰﺗﺼﻤﯿﻢﻟﻘﺎحﻗﺎﺋﻢﻋﻠﻰاﻟﺒﺮوﺗﯿﻦ Rv3614 ﻣﻦﺳﻼﻟﺔ M. tuberculosis H37Rv ﺑﺎﺳﺘﺨﺪامﺗﻘﻨﯿﺎتاﻟﺤﻮﺳﺒﺔاﻟﺤﯿﻮﯾﺔ (in-silico). ﺗﻢاﻟﺤﺼﻮلﻋﻠﻰﺑﯿﺎﻧﺎتاﻟﺒﺮوﺗﯿﻦﻣﻦﻗﺎﻋﺪةﺑﯿﺎﻧﺎت NCBI، وﺗﻢاﻟﺘﻨﺒﺆﺑﺤﻮاﺗﻢاﻟﺨﻼﯾﺎاﻟﺒﺎﺋﯿﺔﺑﺎﺳﺘﺨﺪامﻣﻮﻗﻊ IEDB وطﺮﯾﻘﺔbepipred 2.0. ﺧﻀﻌﺖاﻟﺤﻮاﺗﻢاﻟﻤﻜﺘﺸﻔﺔﻻﺧﺘﺒﺎراﻟﻤﺴﺘﻀﺪﯾﺔ (Vaxijen)، واﻟﺘﺤﺴﺲ (AllerTOP)،واﻟﺴﻤﯿﺔ (ToxinPred). ﺗﻢﻧﻤﺬﺟﺔﺑﻨﯿﺔاﻟﺤﻮاﺗﻢﺑﺎﺳﺘﺨﺪام SWISS-Model وPyMol، وﺗﺤﻘﻖﻣﻦﺻﺤﺘﮭﺎﺑﻮاﺳﻄﺔﻣﺨﻄﻂ Ramachandran. ﻛﻤﺎأُﺟﺮﯾﺖﺗﺤﻠﯿﻼتﻟﻠﺨﺼﺎﺋﺺاﻟﻔﯿﺰﯾﺎﺋﯿﺔواﻟﻜﯿﻤﯿﺎﺋﯿﺔواﻟﺬوﺑﺎﻧﯿﺔﺑﺎﺳﺘﺨﺪامﻣﻮاﻗﻊ Expasy ProtParam وInnovagen. وﺗﻢﺗﺤﻠﯿﻞﺗﻔﺎﻋﻞاﻟﺤﻮاﺗﻢﻣﻊﻣﺴﺘﻘﺒﻼتاﻟﺨﻼﯾﺎاﻟﺒﺎﺋﯿﺔاﻟﺒﺸﺮﯾﺔﺑﺎﺳﺘﺨﺪامأداة ClusPro 2.0 ﻟﻠﻤﺤﺎﻛﺎةاﻟﺠﺰﯾﺌﯿﺔ (Docking). أظﮭﺮتاﻟﻨﺘﺎﺋﺞوﺟﻮدأرﺑﻊﺣﻮاﺗﻢرﺋﯿﺴﯿﺔ : MDLPGNDFDSNDFD ( اﻟﻤﻮﻗﻊ1–14 )، LWGADGAEGWTAD( اﻟﻤﻮﻗﻊ18–30 )، IIGVGSAATPDTGPDLDNAHGQAETDTEQ ( اﻟﻤﻮﻗﻊ32–60 )،وGETWGLPSPEEAAAA )اﻟﻤﻮﻗﻊ147–161.(وﻛﺎﻧﺖاﻟﺤﺎﺗﻤﺔﻓﻲاﻟﻤﻮﻗﻊ32–60اﻷوﻓﺮﺣﻈًﺎﻛﻤﺮﺷﺢﻟﻘﺎحﻧﻈﺮًاﻟﺨﺼﺎﺋﺼﮭﺎاﻟﻤﺴﺘﻀﺪﯾﺔ،وﻏﯿﺮاﻟﺘﺤﺴﺴﯿﺔ،وﻏﯿﺮاﻟﺴﺎﻣﺔ،ًﻓﻀﻼﻋﻦﺧﺼﺎﺋﺼﮭﺎاﻟﻔﯿﺰﯾﺎﺋﯿﺔواﻟﻜﯿﻤﯿﺎﺋﯿﺔواﻟﺬوﺑﺎﻧﯿﺔاﻟﻤﻨﺎﺳﺒﺔ.وأظﮭﺮاﻻﻟﺘﺤﺎماﻟﺠﺰﯾﺌﻲطﺎﻗﺔارﺗﺒﺎطﻣﻨﺨﻔﻀﺔﺗﺒﻠﻎ-1305.6 ،ﻣﻤﺎﯾﺸﯿﺮإﻟﻰاﺳﺘﻘﺮاراﻟﻤﺮﻛﺐاﻟﻨﺎﺗﺞ.ﯾﺪﻋﻢھﺬااﻟﺒﺤﺚﺗﻄﻮﯾﺮﻟﻘﺎحﻓﻌﺎلﻟﻠﺴﻞﻗﺎﺋﻢﻋﻠﻰاﻟﺒﺒﺘﯿﺪ