Efektivitas Interaksi Antigen Protein Membran SARS-CoV-2 dengan Antibodi IgG dalam Pengembangan Vaksin untuk COVID-19 secara In Silico

Sanusi, Elza Lisdhamayani (2025) Efektivitas Interaksi Antigen Protein Membran SARS-CoV-2 dengan Antibodi IgG dalam Pengembangan Vaksin untuk COVID-19 secara In Silico. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211110-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Program vaksinasi dalam mengendalikan pandemi COVID-19 menunjukkan hasil yang cukup baik dalam menurunkan tingkat keparahan dan angka kematian. Namun, hasil tersebut terlihat belum signifikan sehingga masih perlu dilakukan vaksinasi dosis lanjutan (booster). Hal tersebut mengindikasi bahwa vaksin yang digunakan masih perlu dikembangkan. Oleh karena itu, dilakukan pengembangan vaksin dengan metode yang lebih responsif dan spesifik untuk menciptakan jenis vaksin COVID-19 yang lebih optimal. Pada penelitian ini telah dilakukan pendekatan bioinformatika melalui metode molecular docking untuk memperoleh kompleks antibodi IgG dan antigen protein membran SARS-CoV-2 dan menghitung kekuatan ikatan yang terbentuk melalui parameter afinitas ikatan (ΔG dan Kd) serta mengidentifikasi potensi protein membran sebagai kandidat vaksin COVID-19. Molecular docking dilakukan dengan menambatkan protein antibodi IgG dengan empat varian protein membran yang bermutasi, yaitu mutasi I82T, V70L, I82T-V70F, dan I82T-V66M. Prosesnya melibatkan 2 langkah utama, yaitu pencarian sampel molekul melalui metode basis data dan scoring function. Hasil dari pencarian sampel protein berupa file struktur 3D antibodi dan data sekuens dari antigen protein membran SARS-CoV-2. Sampel protein antigen yang masih berupa data sekuens diproses lebih lanjut untuk memperoleh prediksi struktur tiga dimensinya. Kemudian, kedua sampel ditambatkan dan hasilnya dianalisis berdasarkan parameter afinitas ikatan serta divisualisasikan untuk memperoleh informasi interaksi yang terbentuk pada kompleks protein. Nilai ΔG yang diperoleh pada setiap kompleks antibodi IgG dengan protein membran berdasarkan urutan interaksi paling baik adalah -23,6 kkal.mol-1 untuk mutasi I82T-V66M, -23,2 kkal.mol-1 untuk mutasi I82T-V70F, -23,0 kkal.mol-1 untuk mutasi V70L, serta -21,7 kkal.mol-1 untuk mutasi I82T. Sementara itu, nilai Kd yang diperoleh adalah 4,8x10-18 M untuk kompleks antibodi IgG dengan antigen protein membran mutasi I82T-V66M, 1,3x10-17 M untuk mutasi V70L, 1,0x10-17 M untuk mutasi I82T-V70F, dan 1,2x10-16 M untuk mutasi I82T. Dari keempat kompleks protein hasil molecular docking diperoleh bahwa kompleks antibodi IgG dengan antigen protein membran mutasi I82T-V66M menunjukkan interaksi paling stabil berdasarkan nilai ΔG (energi bebas Gibbs) dan Kd (konstanta disosiasi).
===================================================================================================================================
The vaccination program in controlling the COVID-19 pandemic has shown good results in reducing the severity and death rate. However, these results do not appear to be significant so booster doses are still necessary. This indicates that the vaccines need to continuous improvement. Therefore, vaccine development was carried out using a more responsive and specific methods to create a more optimal type of COVID-19 vaccine. In this study, a bioinformatics approach was carried out using the molecular docking method to obtain the complex of IgG antibody and SARS-CoV-2 membrane protein antigen and calculate the strength of the bond formed through the afinitas ikatan parameters (ΔG dan Kd) and to identify the potential of the membrane protein as a COVID-19 vaccine candidate. Molecular docking was conducted between the IgG antibody with four variant mutations of membrane proteins. Molecular docking involves 2 main steps: retrieving molecular samples with a database-based method and applying a scoring function. The retrieved samples include the 3D structure of the antibody and sequence data for the SARS-CoV-2 membrane protein antigen. The antigen protein sample, initially in the form of sequence data, underwent further modeling to predict its appropriate 3D structure. Afterwards, both samples were subjected to docking, and the results were analyzed based on afinitas ikatan parameters and visualized to obtain interaction information formed within the protein complex. The ΔG values obtained for each IgG antibody–membrane protein complex, in order of strongest to weakest interaction, were −23.6 kcal/mol for the I82T-V66M mutation, −23.2 kcal/mol for I82T-V70F, −23.0 kcal/mol for V70L, and −21.7 kcal/mol for I82T. Meanwhile, the dissociation constant (Kd) values were 4.8x10−18 M for the I82T-V66M mutation, 1.3x10−17 M for V70L, 1.0x10−17 M for I82T-V70F, and 1.2x10−16 M for I82T. Among the four protein complexes resulting from molecular docking, the IgG antibody–membrane protein antigen complex with the I82T-V66M mutation exhibited the most stable interaction, based on ΔG and Kd. Based on this result, the IgG antibody–membrane protein antigen complex with the I82T-V66M mutation is a promising vaccine candidate for the development of an effective COVID-19 vaccine.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Antibodi IgG, Antigen Protein Membran, Molecular Docking, SARS-CoV-2, Vaksin COVID-19, COVID-19 vaccine, IgG antibody, Membrane protein antigen.
Subjects:	Q Science Q Science > QD Chemistry > QD251.2 Chemistry, Organic. Biochemistry Q Science > QR Microbiology > QR355 Virology
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Elza Lisdhamayani Sanusi
Date Deposited:	04 Aug 2025 08:23
Last Modified:	04 Aug 2025 08:23
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127011

Actions (login required)

View Item