In silico analysis of Omp25 and BLS Brucella melitensis antigens for designing subunit vaccine

بروسلوز یکی از رایج ترین بیماری های دامی است که توسط باکتری گرم منفی بروسلا ایجاد می‌شود. با توجه به ضرر‌های جدی اقتصادی و درمانی این بیماری که برای دام و انسان همواره به ارمغان دارد تلاش‌های بسیاری جهت جلوگیری و درمان این بیماری توسط واکسن‌های نوترکیب بر پایه آنتی ژن‌های غشای پروتئینی خارجی صورت می‌گیرد. بدین منظور هدف از مطالعه حاضر بررسی خصوصیات بیوانفورماتیکی آنتی ژن های Omp25  و BLSبه عنوان یکی از آنتی ژن های غالب غشای پروتئینی باکتری بروسلا بوده است. به منظور انجام توالی‌یابی و بررسی فیلوژنتیکی، ژن تکثیر شده به ناقل pTZ57R/T انتقال داده شد. حضور ژن هدف در ناقل کلونینگ pTZ57R/T با استفاده از روش واکنش زنجیره ای پلیمراز و هضم آنزیمی تایید شد. نتایج این مطالعه نشان داد که این ژن همولوژی بالایی با دیگر گونه های بروسلا دارد. در این پژوهش از نرم افزار‌های بیوانفورماتیکی مختلفی برای پیش بینی اپی توپ‌های B و T ، ساختار دوم و سوم پروتئین، خصوصیات ایمنی زایی و ویژگی‌های هضم پروتئین استفاده گردید. پیش از استفاده از نرم افزار ها میزان دقت آنها توسط داده های تجربی اعتبار سنجی گردید. نتایج آنالیز بیوانفورماتیکی نشان داد ناحیه 154-162 Omp25  و نواحی 37-48 و 119-139 برای BLS به عنوان یک اپی توپ مشترک بین سلول های B و T جهت طراحی واکسن نوترکیب پیش بینی گردید.

Brucellosis is a well-known infection in domestic animals which caused by Brucella bacterium. Due toserious economic and medical consequences of this disease, various efforts have been made to prevent theinfection through the use of recombinant vaccines based on Brucella outer membrane protein (OMP)antigens. The objectives of the present study were cloning, sequencing and epitope prediction of Omp25and BLS genes as two major Brucella melitensis antigens. The full-length open reading frame (ORF) ofOmp25 and BLS genes were amplified and cloned into pTZ57R/T vector. Phylogenetic analysis ofsequenced genes showed that both genes were nearly similar in different Brucella species. Several onlineprediction softwares were used to predict B and T-cells epitopes, secondary and tertiary structures,antigenicity ability and enzymatic degradation sites. Bioinformatic tools used in the current study wereconfirmed by the results of three different experimental epitope predictions. Bioinformatic analysisidentified five and two B-cell and two and one T-cell epitopes for Omp25 and BLS antigens, respectively.Finally, according to the antigenicity ability and proteosomal recognition site common B and T-cell epitopewas predicted for Omp25 (154-162 amino acids) and BLS (37-48 and 119-139 amino acids). Results of thisstudy might be useful for recombinant vaccine development.