بررسي بيوانفورماتيكي اثر ضد باكتريايي پپتيد CLF36 بر پروتئين سطحي باكتري مولد بيماري ورم پستان در گاوهاي شيري به روش ديناميك ملكولي

Molecular Dynamic of CLF36 Peptide with Streptococcus dysgalactea Surface Protein causing Mastitis in dairy cows

ميزان بروز بيماري ورم پستان در صنعت گاوداري ايران بين 0/5 تا 25 درصد گله در هر ماه است. تاكنون بيش از 137 نوع ميكروارگانيسم مختلف اعم از باكتري ها، مايكولاسما، قارچ ها و جلبك ها به عنوان عامل ورم پستان شناسايي شده است. روش درمان آن استفاده از آنتي‌بيوتيك‌ها مي‌باشد كه باقيمانده آن در بدن باقي مانده و سلامتي انسان را به خطر مي‌اندازد. اهدافي كه در اين تحقيق دنبال شده شامل شناسايي پپتيد ضد باكتريايي مهندسي شده لاكتوفرين شتري (CLF36) و بررسي خاصيت ضد باكتريايي آن در مقابل يكي از مهمترين باكتري‌هاي مولد ورم پستان بنام استرپتوكوكوس ديس‌گالاكتيه‌آ مي‌باشد. براي اين منظور ابتدا جمع‌آوري داده‌هاي ژنومي و پروتئيني از سايت مركز ملي اطلاعات زيست فناوري (NCBI) انجام شد و پس از آن پيش‌بيني ساختار سه‌بعدي CLF36 با كمك نرم افزار آنلاين I-TASSER صورت گرفت. براي بررسي پايداري پروتئين و پپتيد در شرايط ديناميكي از نرم افزار آنلاين YASARA استفاده شد. سپس داكينگ ملكولي پپتيد CLF36 با پروتئين سطحي باكتري استرپتوكوكوس ديس‌گالاكتيه‌آ در درون سلول با استفاده از نرم افزار Cluspro2.0 انجام شد. در نهايت شبيه‌سازي ديناميك ملكولي CLF36 با گيرنده هاي سطحي باكتري مدل جهت بررسي اثر ضد ميكروبي آن در فضاي لينوكس توسط نرم افزار GROMACS صورت گرفت. نتايج آناليز داكينگ و ديناميك ملكولي پپتيد و پروتئين سطحي باكتري مدل نشان مي‌دهد، پپتيد CLF36 مي‌تواند از طريق تخريب پروتئين‌هاي سطحي باكتري مدل سبب نابودي باكتري شود و مانع بيماري ورم پستان شود. بنابراين به نظر مي‌رسد كه مي‌توان اين پپتيد به عنوان جايگزين مناسب آنتي‌بيوتيك استفاده كرد.

The incidence of mastitis in Iranian dairy industry is between 0.5 and 25 percent of the herd per month. Up to now, more than 137 different microorganisms, including bacteria, mycoplasma, fungi and algae have been identified as mastitis agents. The main treatment for this disease is antibiotic usage that remains in the body and endanger human health. Objectives pursued in this study include identification of the engineered antibacterial peptide of Camel Lactoferrin (CLF36), and its antibacterial activity against one of the most important causing mastitis bacteria known as Streptococcus dysgalatiea. For this purpose, genomic and protein data were first collected from National Biotechnology Information Center (NCBI) site and then predicted by I-TASSER online software CLF36. YASSARA online software was used to evaluate protein peptide stability under dynamic conditions. CLF36 peptide was then simulated by intracellular Streptococcus dysgalatiea surface protein using Cluspro2.0 online software. Finally, simulation of molecular dynamics of CLF36 with surface receptors of the model bacteria was performed to investigate its antibacterial effect in Linux by GROMACS online software. The results of bioinformatics analysis of molecular ducking and dynamic of the peptide and surface protein of the model bacteria showed that the CLF36 can destroy the bacteria and prevent mastitis. Therefore, it seems that CLF36 can be used as a suitable alternative to antibiotics.