Judul: Molecular Dynamics Simulation And Purification Of Chimeric L1/L2 Protein From Human Papillomavirus Type 52 Expressed In Escherichia coli BL21 DE3 Host
Abstrak: Human Papillomavirus (HPV) adalah virus yang dapat menyebabkan infeksi pada manusia dan terkait dengan berbagai jenis kanker, khususnya kanker serviks. Salah satu jenis HPV yang berisiko tinggi adalah tipe HPV 52 yang dapat menyebabkan kanker. Pencegahan infeksi HPV melalui vaksinasi adalah tindakan yang sangat penting. Saat ini, terdapat lima jenis vaksin HPV profilaksis yang telah dihasilkan dari protein kapsid mayor L1 dan telah mendapatkan izin serta tersedia di pasaran. Pengembangan baru untuk bahan baku vaksin profilaksis bertujuan untuk meningkatkan kemampuan vaksin HPV dalam melawan berbagai jenis HPV dengan menggunakan protein chimeric. Protein kapsid HPV terdiri atas protein mayor L1 yang memiliki kemampuan self-assembled/perakitan sendiri sebagai virus like particles (VLP) secara mandiri, dan interaksi antibodi dengan protein L2 memainkan peran penting dalam respon imun. Sel B mengeluarkan antibodi yang mengikat antigen. Bagian spesifik dari antigen yang dikenali oleh antibodi yaitu epitop sel B sehingga ketika berikatan akan memicu respon antibodi. Pengembangan vaksin profilaksis berbasis chimeric adalah cara efisien untuk menggabungkan sifat antigenik dan imunogenik dari kedua protein ini tanpa persaingan dan mencapai efek aditif. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi stabilitas protein chimeric L1/L2 HPV 52 yang dihasilkan melalui ekspresi pada bakteri E. coli BL21 (DE3). Metode yang digunakan melibatkan pendekatan bioinformatika, termasuk validasi melalui simulasi dinamika molekuler dan pemodelan 3D, serta tahap pemurnian protein untuk memperoleh protein chimeric yang murni. Protein chimeric ini diharapkan dapat digunakan sebagai bahan baku potensial untuk vaksin profilaksis terhadap penyakit yang disebabkan oleh infeksi HPV. Penelitian ini memiliki dua tahapan dalam tahap pelaksanaannya. Tahapan pertama adalah analisis bioinformatika yang digunakan untuk memprediksi struktur 3 dimensi (3D) protein chimeric L1/L2 HPV 52 menggunakan berbagai alat pemodelan seperti Alphafold, Robetta, dan I-Tasser, dengan perbaikan melalui Galaxy Refinement. Validasi model dilakukan dengan memeriksa plot Ramachandran. Kemudian, stabilitas model divalidasi melalui simulasi dinamika molekuler dengan memperhitungkan parameter-parameter seperti Root Mean Square Deviation (RMSD), Root Mean Square Fluctuation (RMSF), Radius Gyrasi (Rg), dan Solvent Accessible Surface Area (SASA). Tahapan kedua yaitu melibatkan analisis in vitro dengan memurnikan protein L1/L2 HPV tipe 52 menggunakan teknik kromatografi afinitas dan high performance liquid chromatography (HPLC). Histag kemudian dihilangkan menggunakan sumo protease untuk mendapatkan protein chimeric murni berukuran sekitar 55 kDa kemudian hasil dikarkterisasi secara kualitatif dengan SDS-Page dan western blot dan secara kuantitatif untuk mengetahui total protein menggunakan kit BCA assay. Hasil identifikasi dikonfirmasi melalui SDS-PAGE dan Western blot, yang menunjukkan pengikatan dengan antibodi poliklonal anti-L1 HPV tipe 52. Berdasarkan hasil analisis bioinformatika, model protein chimeric L1/L2 yang dibuat dengan menggunakan Alphafold adalah yang terbaik. Validasi model dengan Ramachandran plot menunjukkan bahwa model ini memiliki nilai yang paling sesuai, yaitu sebesar 94,20%. Evaluasi stabilitas protein chimeric L1/L2 HPV 52 melalui simulasi dinamika molekuler menunjukkan bahwa protein ini sangat stabil, seperti yang ditunjukkan oleh analisis RMSD, RMSF, SASA, rg, dan ikatan hidrogen. Hasil analisis in vitro dengan pemurnian protein telah berhasil dilakukan dengan hasil visualisasi melalui SDS-PAGE dengan berat molekul sekitar 68 kDa. Validasi lebih lanjut dengan Western blot mengkonfirmasi bahwa protein chimeric L1/L2 memiliki berat molekul sekitar 55 kDa. Hasil penelitian ini menunjukkan potensi protein chimeric L1/L2 sebagai bahan baku yang efektif untuk vaksin profilaksis terhadap
Keyword: HPV, Molecular dynamics, Purification, Recombinant Protein