Cloning and molecular characterization of Omp31 gene from Brucella melitensis Rev 1 strain

بروسلوز یک بیماری عفونی کاملا شناخته شده و شایع در میان حیوانات اهلی می­باشد. به علت ایجاد مشکلات جدی کلینیکی و اقتصادی این بیماری، راهکارهای گوناگونی برای جلوگیری از ایجاد عفونت­های ناشی از آن، با استفاده ازتولید واکسن­های نوترکیب براساس آنتی ژن­های پروتئینی خارج غشایی بروسلا، ایجاد شده است. هدف از این مطالعه، کلون سازی، بررسی توالی و پیش بینی اپی­‌توپ­های ژن Omp31 باکتری بروسلا گونه ملیتنسیس به عنوان آنتی ژن موثر بود. بر این اساس، ناحیه خوانش (ORF) مربوط به این ژن­ها توسط پرایمرهای اختصاصی تکثیرو در داخل وکتور pTZ57R/T کلون شدند. همچنین توالی این ژن ها در NCBI ثبت شدند. نتایج آنالیزهای فیلوژنی نشان داد که این دو ژن در میان گونه­های مختلف بروسلا تقریبا بطور کامل مشابه اند. همچنین از نرم افزارهای اینترنتی برای پیش بینی اپی‌­توپ­های مرتبط با سلول­های B وT، ساختارهای دوم و سوم، خاصیت ایجاد تحریک سیستم ایمنی و نواحی که تحت تاثیر آنزیم­ها هستند استفاده شده است. ابزارهای بیوانفورماتیکی مورد استفاده در این مطالعه توسط پیش بینی سه اپی­‌توپ مختلف به روش تجربی، تایید شدند. آنالیزهای بیوانفورماتیکی سه اپی­توپ مربوط به سلولB و یک اپی توپ مربوط به سلول T را برای آنتی ژن Omp31 نشان دادند. در آخر بر اساس توانایی تحریک سیستم ایمنی و جایگاه تشخیص پروتـئوزومی، اپی‌­توپ­های مربوط به سلولT وB برای (Omp31 اسیدهای آمینه 191- 204) پیش بینی شد. آنالیزهای بیوانفورماتیکی نشان داد که این نواحی خواص کامل اپی­توپی را دارا می­باشند بنابر این می­توانند برای توسعه واکسن نوترکیب مفید واقع شوند.

Brucellosis, caused by the genus Brucella bacterium, is a well-known infection among domestic animals. Considering the serious economic and medical consequences of this infection, various preventive efforts have been made through using recombinant vaccines, based on outer membrane protein (OMP) antigens of Brucella species. The objective of the present study was to clone, analyze the sequence, and predict the epitopes of Omp31 gene as a major B. melitensis antigen. The full-length open reading frame (ORF) for this gene was amplified by specific primers and cloned into the pTZ57R/T vector. The gene sequence of B. melitensis Rev 1 strain was submitted to NCBI database. The results of phylogenetic analysis showed that Omp31 is almost similar in different Brucella species. Online prediction software programs were also used to predict B- and T-cell epitopes, secondary and tertiary structures, antigenicity, and enzymatic degradation sites. The bioinformatic tools in the current study were confirmed by the results of three different experimental epitope prediction studies. Bioinformatic analysis identified one T-cell and three B-cell epitopes for Omp31 antigen. Finally, based on the antigenicity and proteosome recognition sites, common B- and T-cell epitopes were predicted for Omp31 (amino acids 191-204). Bioinformatic analysis showed that these regions had proper epitope characterization and could be useful for recombinant vaccine development.