مطالعه ساختاري و همسانه سازي پروتئين Hcp از سيستم ترشحي نوع 6 سودوموناس آئروژينوزا

Structural study and cloning of Hcp protein from Pseudomonas aeruginosa Secretion System Type 6

سودوموناس آئروژينوزا مقاوم به چند دارو، يكي از علل شايع عفونتهاي بيمارستاني است. پروتئين Hcp بخشي از سيستم ترشحي نوع 6 نقش مهمي در بيماريزايي دارد. هدف از اين تحقيق، مطالعه بيوانفورماتيك پروتئين Hcp، براي طراحي و توليد واكسن عليه سودوموناس آئروژينوزا مي‌باشد. در اين پژوهش، با استفاده از ابزارهاي بيوانفورماتيك توالي پروتئين Hcp، خواص فيزيكي- شيميايي، ساختار دوم و سوم، ميزان ايمني­زايي و آنتي­ژني پروتئين بررسي شد. در مرحله بعد، ژن Hcp با آغازگرهاي اختصاصي تكثير، در pET28a همسانه­سازي، و در نهايت از هضم آنزيمي براي بررسي صحت همسانه سازي استفاده شد. بيان پروتئين Hcp با نيم ميلي مولار IPTG القا و سپس با كروماتوگرافي تمايلي ستون نيكل خالص شد. اين پروتئين داراي وزن مولكولي Kd190/25 ،41/5pI= و شاخص قطبيت 449/0- است. ساختار دوم پروتئين شامل، 16/51 درصد پيچ­هاي تصادفي، 84/23درصد مارپيچ آلفا، 33/2درصد صفحات بتا است. در ادامه سرور Vaxijen با حد آستانه 4/0، براي مدل­هاي باكتريايي، ويژگي آنتي ژني را برابر با5630/0 پيشگويي كرد. بيانگر اينكه اين پروتئين احتمالا يك آنتي­ژن مي­باشد. در پروفايل SDS-PAGE 15 درصد پروتئين Hcp با اندازه 23 كيلودالتون تشخيص داده شد. نتايج بررسي­هاي اوليه نشان مي‌دهد كه پروتئين Hcp مي‌تواند نامزد مناسبي براي واكسن باشد.

Multi-drug-resistant Pseudomonas aeruginosa is a common cause of nosocomial infections. Hcp protein, a part of the secretion system type 6 (T6SS), plays an important role in pathogenesis. Here, the potential of Hcp protein as a vaccine against P.aeruginosa infections was studied plus, production of Hcp protein using cloning strategy was examined. The sequence evaluation, physicochemical properties, secondary and tertiary structure, immunogenicity, and protein antigenicity of Hcp were analyzed using bioinformatics tool. Then, the Hcp gene was isolated using specific primers, and inserted in pET28a. The cloning was assayed by restriction enzyme digestion. The heterologous protein expression was induced by 0.5 mM IPTG, and was purified by gradient nickel column chromatography. The molecular weight 19091/25 kDa, pI=5.41, and a polarity index of -0.449 was obtained in bioinformatics analyses. The secondary structure of Hcp protein includes 51.16% of random coils, 23.84% of alpha helix, and 2.33% of beta sheets. The Vaxijen server predicted the antigenicity of this structure in bacterial models with a threshold limit of 0.4. The 23 kDa band in SDS- PAGE 15% was observed for Hcp protein. Hcp protein could serve as a promising vaccine candidate based on this results.