PENAMBATAN MOLEKUL MUTAN TOKSIN DIFTERI TERHADAP SENYAWA NAD+ SEBAGAI ALTERNATIF CRM197 PADA VAKSIN KONJUGAT

Umi Baroroh, Hanifa Fauziyah, Dewi Astriany, Muhammad Yusuf, Mia Tria Novianti

Sari


Difteri merupakan penyakit pernapasan menular yang menjadi salah satu penyebab utama kematian
pada anak-anak. Penggunaan formaldehid pada pembuatan toksoid difteri dinilai merusak sejumlah
situs antigenik penting pada toksoid. CRM197 merupakan komponen vaksin yang mengalami mutasi
asam amino pada toksin difteri. Adanya efek sitotoksisitas CRM197 terhadap sel mamalia dan sel ragi
menandakan bahwa mutasi yang terjadi belum menurunkan toksisitas secara optimal, sehingga
diperlukan studi lebih lanjut untuk pengembangan mutan toksin difteri baru. Penelitian ini bertujuan
untuk memodelkan mutan tersebut dan menguji afinitasnya terhadap ligan NAD+. Pendekatan
bioinformatika dilakukan dengan penambatan molekul menggunakan program AutoDock 4.2.
Diperoleh energi bebas ikatan terendah pada natif sebesar -7,62 kcal/mol. Asam amino Ile31 dan Tyr65
dirancang dengan mensubstitusi menjadi Lys31 dan Gln65 (I31K/Y65Q). Hasil penambatan molekul
mutan uji menunjukkan nilai energi ikatan meningkat menjadi -5,91 kcal/mol, menandakan adanya
penurunan afinitas NAD+. Titik mutasi ini dapat diusulkan untuk pengembangan mutan toksin difteri
dengan afinitas rendah terhadap NAD+ sebagai kandidat vaksin difteri.
Kata kunci: toksin difteri, CRM197, penambatan molekul, vaksin, bioinformatika

Teks Lengkap:

PDF

Referensi


Bell, C. E., & Eisenberg, D. (1997). Crystal structure of nucleotide-free diphtheria toxin. Biochemistry, 36(3), 481–488. doi: 10.1021/bi962214s

Bröker, M. (2016). Potential protective immunogenicity of tetanus toxoid, diphtheria toxoid and Cross Reacting Material 197 (CRM197) when used as carrier proteins in glycoconjugates. Human Vaccines and Immunotherapeutics, 12(3), 664–667. doi: 10.1080/21645515.2015.1086048

Brandt, Mark. 2016. Introduction to Protein Structure. Indiana : Rose-Hulman Institute of Technology

CDC, C. for D. C. and P. (2015). Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases. The Pink Book: Course Textbook. In Epidemiology and Prevention of Vaccine-Preventable Diseases. doi: https://www.cdc.gov/vaccines/pubs/pinkbook/index.html

Ferreira de Freitas, R., & Schapira, M. 2017. A systematic analysis of atomic protein-ligand interactions in the PDB. MedChemComm, 8(10), 1970–1981

Fiser, A., & Šali, A. (2003). MODELLER: Generation and Refinement of Homology-Based Protein Structure Models. Methods in Enzymology, 374, 461–491. doi: 10.1016/S0076-6879(03)74020-8

Hadfield, T. L., McEvoy, P., Polotsky, Y., Tzinserling, V. A., Yakovlev, A. A. 2000. The Pathology of Diphtheria. The Journal of Infectious Diseases, 181 (1), 116–120

Hartoyo, E. (2018). Difteri pada Anak. Sari Pediatri, 19(5), 301–306.

Hernandez-Santoyo, A., Yair, A., Altuzar, V., Vivanco-Cid, H., & Mendoza-Barrer, C. 2013. Protein-Protein and Protein-Ligand Docking. Protein Engineering - Technology and Application, September 2017

Institute of Medicine. 2012. Adverse effects of vaccines: Evidence and causality. Washington, DC : The National Academies Press

Kimura, Y., Saito, M., Kimata, Y., & Kohno, K. (2007). Transgenic mice expressing a fully nontoxic diphtheria toxin mutant, not CRM197 mutant, acquire immune tolerance against diphtheria toxin. Journal of Biochemistry, 142(1), 105–112. doi: 10.1093/jb/mvm115

Kolybo, D. V. (2013). Immunobiology of Diphtheria. Recent Approaches for the Prevention, Diagnosis, and Treatment of Disease. Biotechnologia Acta, 6(4), 43–62. doi: 10.15407/biotech6.04.043

Malito, E., Bursulaya, B., Chen, C., Surdo, P. L., Picchianti, M., Balducci, E., … Spraggon, G. (2012). Structural basis for lack of toxicity of the diphtheria toxin mutant CRM197. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(14), 5229–5234. doi: 10.1073/pnas.1201964109

Metz, B. (2005). Structural characterisation of Diphtheria toxoid.

Sariadji, K., & Sunarno. (2017). Toksigenitas corynebacterium diphtheriae pada sampel kejadian luar biasa difteri tahun 2010 – 2015 menggunakan elektes. Jurnal Kesehatan Andalas, 6(1), 208–212.

Salmas, R.E., Mestanoğlu, M., Unlu, A., Yurtsever, M., & Durdagi, S. 2016. Mutated form (G52E) of inactive diphtheria toxin CRM197: molecular simulations clearly display effect of the mutation to NAD binding. Journal of biomolecular structure & dynamics, 34(11), 2462-8

Tambunan, U. S. M., Alamudi, S. 2010. Designing cyclic peptide inhibitor of dengue virus NS3-NS2B protease by using molecular docking approach. Bioinformation, 5(6): 250-254

Uthailak, N., Mahamad, P., Chittavanich, P., Yanarojana, S., Wijagkanalan, W., Petre, J., & Panbangred, W. 2017. Molecular Cloning, Structural Modeling and the Production of Soluble Triple-Mutated Diphtheria Toxoid (K51E/G52E/E148K) Co-expressed with Molecular Chaperones in Recombinant Escherichia coli. Molecular Biotechnology, 59(4–5), 117–127.

Wong, S. E., Lightstone, F. C. 2010. Accounting for water molecules in drug design. Lawrence Livermore National Laboratory Journal

World Health Organization. 2018. Vaccine Preventable-Diseases : Surveillance Standards – September 2018. Geneva : World Health Organization


Refbacks

  • Saat ini tidak ada refbacks.