人白细胞介素-38的特性分析及B细胞表位的预测

目的:为进一步了解人白细胞介素(IL)-38蛋白质的特性和B细胞表位,从GenBank中查得其序列,用生物信息学等方法预测人IL-38蛋白质的二级结构等特性,并对其B细胞表位进行预测。方法:应用ProtParam tool、ProtScale、Emini和Kolaskar等程序或方法,对IL-38的组成、理化特性、亲水性、柔韧性和可及性等进行分析,以进一步预测其二级结构和抗原表位。结果:IL-38的二级结构主要由无规则卷曲(44.08%)和β-折叠(39.47%)组成。其B细胞表位可能位于第26-36、45-55、78-98和124-143等氨基酸区段。结论:首次利用生物信息学方法对IL-38基因及其蛋白质结构进行了分析和预测,预测结果将有助于确定IL-38的B细胞表位,为IL-38基因功能的深入研究及研制IL-38单克隆抗体提供了理论依据。     

绿脓杆菌外膜蛋白OprF的生物信息学分析

[目的]利用生物信息学方法预测绿脓杆菌外膜蛋白OprF的理化性质、高级结构和细胞表位。[方法]采用在线软件预测OprF蛋白的理化性质;Signal P 4.1软件预测OprF信号肽序列;利用TMHMM软件预测ACFA蛋白跨膜结构;SOPMA服务器预测蛋白的二级结构;Swiss-Model程序预测OprF三维结构;综合ABCpred与Bepi Pred方案预测OprF的B细胞表位;运用神经网络法预测OprF的CTL表位;使用MHC-Ⅱ类分子结合肽程序预测OprF的Th细胞表位。[结果]OprF为亲水性蛋白;1~24位氨基酸为信号肽序列;存在多个酶切位点;无跨膜结构并定位于细胞膜外;二级结构中含无规则卷曲34.36%、α-螺旋31.90%、β-转角11.66%、β-片层22.09%;并可能存在3个B细胞表位、2个CTL表位、4个Th细胞表位。[结论]系统分析了OprF蛋白的理化性质、信号肽、跨膜结构、二级与三级结构,以及B、T细胞抗原表位。     

SM22-α蛋白结构与功能的生物信息学分析

[目的]通过生物信息学分析手段对SM22-α蛋白结构与作用进行系统性分析。[方法]从NCBI数据库中获取SM22-α蛋白的基本信息,应用NCBI GenBank、ExPAsy、TMHMM Server v.2.0、NetPhos 3.1 Server、IEDB、SIGNALP 5.0 Server等生物信息学分析软件对SM22-α蛋白的氨基酸序列、理化性质、跨膜结构、亲水/疏水性、功能位点、信号肽、序列同源性、糖基化和磷酸化位点、空间结构以及抗原表位进行分析。[结果]SM22-α蛋白编码201个氨基酸,为碱性蛋白,其等电点为8.85,不稳定指数为31.85,并将其归为稳定蛋白。其平均亲水系数为-0.607,为亲水性蛋白。根据IEDB在线软件发现SM22-α蛋白序列的第4-31、39-50、70-89、105-111、116-122、138-197存在B细胞抗原表位。利用HLA-A*0.2:0.1算法预测SM22-α蛋白序列第61和130位序列表面存在2个T细胞抗原表位;若利用HLA-DRBI*0401算法预测则第142位序列存在1个T细胞抗原表位。SM22-α蛋白的二级结构中α螺旋占46.77%,延伸链占6.47%,β-转角占4.48%,无规则卷曲占42.29%。且通过生物信息学分析可知SM22-α蛋白在不同物种之间的同源性为97.0%~68.7%。[结论]SM22-α为碱性、稳定、亲水性胞外蛋白,且蛋白表面含有T、B细胞抗原表位,可为其抗原性药物研究提供理论参考。     

CD36原核表达载体的构建及生物信息学分析

[目的]对CD36基因进行体外克隆表达,建立CD36基因cDNA在大肠杆菌中表达的实验技术以及进行CD36蛋白三级结构的预测并利用生物信息学方法进行分析。[方法]以人血液RNA为模板,RT-PCR扩增CD36的基因序列;并构建原核表达质粒pET-32a-CD36转化到大肠杆菌DE3中后,经过IPTG诱导表达后进行SDS-PAGE验证。[结果]成功克隆了人CD36基因并构建出原核表达质粒,成功转入表达菌大肠杆菌DE3中后经IPTG诱导成功表达,且在1 mmol/L的诱导剂浓度下培养6 h表达量最佳。利用Phyre2和Abcpred软件预测蛋白质结构和B细胞抗原表位,B细胞抗原表位评分大于0.85的CD36的B细胞抗原表位有8个。[结论]成功建立了人CD36基因的原核表达的实验技术,并对CD36的结构及B细胞抗原表位进行了预测,为后续研究CD36基因的功能和抗体制备提供方向和奠定基础。     

猪链球菌Lmb、Sao、ZnuA蛋白的抗原表位、二级结构分析及重组表位疫苗分子的设计

[目的]利用生物信息学方法设计猪链球菌候选疫苗蛋白Lmb、Sao、Znu A的重组表位多肽分子。[方法]通过ABCpred和Bepi Pred方案,预测猪链球菌Lmb、Sao、Znu A蛋白的B细胞表位。运用神经网络与量化矩阵法预测蛋白的CTL表位。使用MHC-Ⅱ类分子结合肽预测蛋白的Th表位。采用DNASTAR软件与SOPMA服务器预测蛋白二级结构,进而验证获得的B/T细胞表位的准确性。通过DNASTAR Protean软件重组拼接获得的B/T细胞抗原表位,设计抗原性较好的猪链球菌重组表位多肽。[结果]猪链球菌Lmb、Sao、Znu A蛋白的优势B细胞表位数分别为4个、4个和3个;CTL表位数各为1个;Th表位数分别为2个、1个和1个。二级结构预测显示这些表位大多处于蛋白易于产生表位的暴露表面、无规则卷曲与转角等位置。并设计获得抗原性较好的重组表位多肽。[结论]设计了抗原性较好的猪链球菌Lmb、Sao、Znu A蛋白的重组表位多肽。     

白念珠菌细胞壁蛋白Csp37抗原表位预测

目的预测白念珠菌细胞壁蛋白Csp37的抗原表位,分析其作为疫苗靶点的免疫原性。方法采用生物信息学方法对Csp37蛋白的抗原表位进行预测,利用ProtParam网络服务器分析蛋白基本理化性质,SignaIP 3.0预测信号肽,TMHMM软件预测跨膜区,GOR4在线分析蛋白二级结构,DNAStar预测分析亲水性、可塑性、表面可及性和氨基酸抗原指数,使用在线工具ABCPred预测B细胞抗原表位,Syfpeithi预测T细胞抗原表位。最后,综合分析B细胞和T细胞共有抗原表位。结果预测白念珠菌细胞壁蛋白Csp37的B细胞表位9个和T细胞表位8个,以及共有的优势抗原表位5个,共同优势区域为:45-48,76-78,153-158,222-225,303-305位氨基酸。结论白念珠菌细胞壁蛋白Csp37含有丰富的抗原表位,具有诱导细胞免疫应答和体液免疫应答的潜能,可以作为疫苗研究的新靶点。     

副溶血性弧菌外膜蛋白K的B细胞线性表位预测

目的预测副溶血性弧菌外膜蛋白K(OmpK)的B细胞线性表位。方法 NCBI下载已登录的OmpK的基因序列,对其进行生物信息学分析,应用DNAStar protean软件综合分析OmpK蛋白的二级结构、柔性、表面可能性、亲水性和抗原指数等多种参数,预测其B细胞线性表位。结果 OmpK蛋白的优势B细胞线性表位位于肽链的第7-13、25-36、63-69、140-147、182-188、234-239区段。结论预测得到OmpK蛋白的6个优势B细胞线性表位,为进而克隆表达串联表位蛋白,研制副溶血性弧菌多表位疫苗奠定基础。     

沙眼衣原体LpxA基因克隆及生物信息学分析

[目的]克隆沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis)LpxA基因并分析其生物学特性。[方法]根据Ct LpxA基因序列设计特异性引物,利用PCR扩增LpxA基因,并把LpxA基因连接到p MD18-T载体,挑取阳性克隆进行PCR和DNA测序验证。最后使用生物信息学软件分析LpxA蛋白的生物学性质。[结果]从Ct基因组中PCR扩增得到840 bp的Ct LpxA基因,该基因共编码280个氨基酸。LpxA蛋白无信号肽,定位在细菌细胞质。二级结构预测得知α-螺旋占19.6%,延伸链占32.8%,β-转角为11.4%,无规卷曲为36%。三级结构预测得知3个相同的LpxA分子组成同源三聚体。预测得知LpxA蛋白有11个B细胞表位。[结论]克隆得到Ct LpxA基因,并预测了其结构和功能。     

结核分枝杆菌Rv1385的抗原表位预测分析

结核分枝杆菌生长缓慢,难以获得足量的天然蛋白抗原。而利用基因工程技术制备重组蛋白抗原,存在着表达量低、不易纯化,以及特异性较低等不利因素。随着生物信息技术的发展,研究者可根据生物信息学软件预测,选择合成优势抗原肽段,而不需克隆整个蛋白,具有简便、经济、特异性高等特点。因此,本研究应用生物信息学方法,预测结核分枝杆菌Rv1385蛋白的抗原表位并分析其优势表位,对了解Rv1385蛋白的免疫学特性及其与结核分枝杆菌致病的关系具有重要意义。首先,从NCBI数据库下载Rv1385的氨基酸序列,然后采用生物信息学软件PSIPRED Server预测蛋白质二级结构;BepiPred 1.0 Server和ABCpred预测该蛋白的B细胞抗原表位;BIMAS、SYFPEITHI及NetCTLpan 1.1 Server预测该蛋白的CTL表位;SYFPEITHI和NetMHCIIpan 3.2 Server预测该蛋白的Th细胞表位。最后综合分析预测结核分枝杆菌Rv1385的优势候选抗原表位。结果显示,Rv1385蛋白二级结构中,α螺旋占51.8%,β折叠占41.6%,无规卷曲占6.6%;共有4个B细胞抗原位点,位于109～124、152～169、178～192、198～209氨基酸区段;3个CTL表位,位于263～271、87～95、240～248氨基酸区段;5个Th表位,位于77～91、87～101、234～247、70～84、46～60氨基酸区段。生物信息学分析显示Rv1385含有潜在的B细胞和T细胞抗原表位,为该蛋白抗原表位的进一步研究及应用奠定了基础。     

埃及伊蚊表皮结构蛋白AaCPR100A的抗原表位的生物信息学预测

【目的】预测埃及伊蚊Aedes aegypti表皮结构蛋白AaCPR100A的抗原表位。【方法】通过DNAStar 8的Protean软件对埃及伊蚊表皮结构蛋白AACPR100A的二级结构和亲疏水性、表面可及性、柔韧性等特性进行分析,预测其潜在的B细胞抗原表位和潜在的T细胞抗原表位。【结果】AaCPR100A蛋白的二级结构以转角和不规则卷曲为主,表面可及性、柔韧性较强,存在7个潜在的B细胞抗原表位,位于18-29、32-42、47-82、87-98、111-178、194-248氨基酸残基或其附近,同时有11个潜在的T细胞抗原表位,位于20-24、35-39、44-48、51-53、79-82、103-106、109-112、146-148、150-152、185-203、224-235氨基酸残基或其附近。【结论】AaCPR100A蛋白潜在的B细胞抗原表位有7个,潜在的T细胞抗原表位有11个,综合后有3个潜在抗原表位,预测结果将为进一步研究AaCPR100A蛋白的免疫学特性和功能奠定基础,并为蚊虫的控制提供潜在的靶标。     

猪水疱病病毒外壳蛋白的二级结构和抗原表位预测

以SVDV外壳蛋白基因序列为基础,采用Chou-Fasman法、Garnier-Robson 法和Karplus-Schulz法预测蛋白质的二级结构;按Kyte-Doolittle方案、Emini方案和Jameson-Wolf方案预测SVDV外壳蛋白的B细胞表位。预测结果表明,SVDV外壳蛋白的二级结构较为复杂,含有较多的转角和无规则卷曲等柔性区域以及α-螺旋和β-折叠区段;SVDV外壳蛋白的VP1、VP2和VP3上均有多个区域为B细胞优势表位,其中,VP1蛋白的B细胞表位优势区域比VP2和VP3蛋白的多,与已鉴定的B细胞表位相比较,该方法预测的结果有较高的准确度。为实验确定SVDV外壳蛋白的B细胞表位和反向疫苗学设计提供理论基础。     

不同亚型乙肝病毒Pre-S(2)蛋白二级结构及抗原表位的预测与比较

本文采用Chou和Fasman方法预测adw,adr,ayw三种亚型的乙肝病毒Pres(2)蛋白的二级结构;并用双亲性方案和亲水性方案分析了抗原表位。结果显示三者均可能含有较多的β片层和β转折;N-末端30个残基所形成的二级结构较保守,而C-末端顺序的构象在亚型间差别较大;Th细胞识别的表位可能在39—49肽段;B细胞识别的表位可能主要在12—18残基或其附近。     

小鼠可溶性ST2二级结构及B细胞表位的预测

目的:预测小鼠可溶性ST2的二级结构及B细胞表位。方法:采用SOPMA法预测小鼠可溶性ST2的二级结构;借助ProScale、Bcepred服务器,分析小鼠可溶性ST2的亲水性、可及性和柔韧性,并结合二级结构特征,预测小鼠可溶性ST2的B细胞表位。结果:小鼠可溶性ST2的二级结构由α螺旋(12.46%%)、无规卷曲(50.15%%)、β折叠(32.64%)和β转角(4.75%)组成。其B细胞表位可能位于N端第24～34、37～50、59～89、110～118、128～137、177～186、267～288和318～333氨基酸区段。结论:预测结果将有助于确定小鼠可溶性ST2的B细胞表位,为研制抗小鼠可溶性ST2抗体提供理论依据。     

猪肌生成抑制素基因去信号肽蛋白二级构预测和B细胞表位分析

目的预测猪肌生成抑制素去信号肽蛋白的二级结构和B细胞优势抗原表位,为生产该蛋白的单克隆抗体、建立噬菌体抗体库、研制针对该基因的表位多肽疫苗、表位核酸疫苗等奠定基础。方法根据猪肌生成抑制素去信号肽蛋白氨基酸序列,应用7种参数和方法分析预测二级结构和抗原表位,包括Garnier-Robson、Chou-Fasman、Karplus-Schulz、Kyte-Doolittle、Emini、Jameson-Wolf及吴氏综合预测方法。结果MSTN去信号肽蛋白存在多个潜在的抗原表位位点,其中B细胞抗原优势表位可能在1-11、41-55、57-64、62-90、99-104、138-144、193-200、202-212、235-243区段或其附近,此结果将为进一步鉴定和合成多肽疫苗和表位核酸疫苗制备抗猪MSTN蛋白抗体提供依据,并为研究MSTN结构和功能奠定基础。     

人IL-32α二级结构及B细胞表位的预测

以人IL-32α的氨基酸序列为基础,采用SOPMA法预测IL-32α的二级结构;应用ProScale、Bcepred服务器和EMBOSS软件,分析人IL-32α亲水性、柔韧性、可及性和抗原性指数,并结合二级结构特征,预测IL-32α的届细胞表位．结果显示：IL-32α的二级结构由α螺旋（61．07％）和无规卷曲（38．93％）组成：其B细胞表位可能位于N端第87～94、102～108、121～127区段．预测结果将有助于确定IL-32α的B细胞表位,为研制抗人IL-32单克隆抗体提供了理论依据．     

狂犬病病毒CVS株糖蛋白、核蛋白生物信息学分析

对狂犬病毒(rabies virus,RV)CVS株糖蛋白、核蛋白基因进行了克隆与测序,推导出相应的氨基酸序列。后采用Gamier-Robson方法和Chou-Fasman方法预测了蛋白的二级结构,用Kyte-Doolittle方法对蛋白的亲水性进行了分析,用Emi-ni方法预测了蛋白的表面可能性,以Jameson-Wolf方法预测了蛋白的抗原指数;综合分析预测蛋白的B细胞抗原表位。结果表明,糖蛋白在序列的121-126、133-137、161-165、191-193、201-204、214-216、221-225、264-267区域,核蛋白在序列的143-152、166-172、263-273、411-427区域或其附近最有可能是B细胞抗原表位的优势区域。     

猪胸膜肺炎放线杆菌flic蛋白二级结构与B细胞表位预测

目的:预测和分析猪胸膜肺炎放线杆菌(Actionobacillus pleuropneumoniae,APP)鞭毛蛋白(flic)的二级结构和B细胞表位.方法:利用生物信息学方法对flic基因推导的氨基酸序列进行结构特征和B细胞表位预测分析.结果:flic蛋白为非稳定型脂蛋白,含有2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点(39-42 SirD,164-167 SvkD)和3个蛋白质激酶C磷酸化位点(39-41 SiR,161-163 TsR、164-166 SvK).该蛋白无信号肽,在21Ala～38Ala处存在跨膜区的可能性最大.fljc蛋白的二级结构主要由无规卷曲区域、α-螺旋和β-折叠组成,而形成较少的转角结构.该蛋白的B细胞表位可能位于55～61和152～158区段内或其附近区域.结论:预测结果将有助于确定file蛋白的B细胞表位,为进一步研究flic基因功能及研制APP基因工程疫苗提供参考.     

结核分枝杆菌抗原Rv2389的T细胞表位的生物信息学分析

目的:分析结核分枝杆菌(MTB)抗原Rv2389的T细胞表位,确定和筛选优势表位,为研制更加有效的诊断标志物,和更安全、高效的表位疫苗奠定基础。方法:应用在线预测软件IEDB和SYFPEITHI对MTB抗原Rv2389的T细胞表位进行预测,并与ESAT-6相比较;采用SOPMA Sever软件预测其编码蛋白的二级结构;用Ex PASy在线软件预测Rv2389的三级结构,综合分析Rv2389的T细胞抗原决定簇。结果:经软件分析,Rv2389多肽预测分值普遍高于ESAT-6,Rv2389分值较高的T细胞表位区域氨基酸位于35~43、85~93、107~126和184~200。MTB抗原Rv2389蛋白无规则卷曲占71.89%,β折叠占5.53%,主要覆盖的氨基酸区域位14~23,51~67,72~112,117~127和134~212。说明这些肽段存在潜在的抗原表位优势区域的可能性;三级结构预测显示,85~93位氨基酸和107~126位氨基酸暴露于蛋白表面,是最有可能的抗原表位。结论:经生物信息学软件预测MTB抗原Rv2389有2个T细胞优势表位,即85~93位和107~126位氨基酸。     

牛妊娠相关糖蛋白BoPAG1的制备及生物信息学分析

[目的]获得高效表达并且抗原性较好的Bo PAG1(bovin Pregnancy associated glycoproteins 1)蛋白,并分析其生物信息学功能。[方法]扩增荷斯坦奶牛Bo PAG1基因,并将其连接在表达载体p ET-30a,并转化至大肠杆菌(DE3)中表达,用SDS-PAGE和Western Blot检测其免疫学特性,采用生物信息学方法对Bo PAG1基因编码蛋白的蛋白修饰、结构、线性B细胞抗原表位进行预测分析。并对不同物种间的PAG1以及荷斯坦奶牛Bo PAG的氨基酸做同源性分析。[结果]成功克隆Bo PAG1基因并表达相应蛋白,大小与预期结果相符,预测Bo PAG1蛋白具有18个B细胞抗原表位,其N端具有15个氨基酸组成的信号肽,并且有4处N连接糖基化,不同物种间PAG1氨基酸的同源性为95. 1%～97. 9%,Bo PAG蛋白家族氨基酸的同源性为86. 4%～97. 2%。[结论]成功表达并纯化获得了Bo PAG1蛋白。Bo PAG1蛋白N连接糖基化有4处并且预测出18个B细胞抗原表位以及15个氨基酸组成的信号肽。不同物种间PAG1及Bo PAG蛋白家族同源性较高。为Bo PAG1蛋白抗体的制备和功能的研究提供了基础。     

沙眼衣原体多形态膜蛋白D基因序列分析及其B细胞抗原表位预测

分析沙眼衣原体多形态膜蛋白D(PmpD)的基因序列并预测PmpD蛋白的B细胞抗原表位。在GenBank中检索沙眼衣原体不同血清型的PmpD基因序列,进行序列比对分析。以L2血清型PmpD基因序列为材料,采用Karplus-Schulz、Chou-Fasman和Gamier-Robson方案预测蛋白质的二级结构和柔性区;按Jamesonv-Wolf方案预测抗原指数,运用Kyte-Doolittle方案预测PmpD氨基酸的亲水性,利用Emini方案预测蛋白质的表面可及性。检索到20个沙眼衣原体不同菌株的PmpD基因序列,分析发现其核苷酸序列非常保守,一致性高达99.14%~100%;对预测结果综合分析,推测最有可能的B细胞表位位于PmpD N端的67~74、132~140、335~340、851~861、972~988及1091~1097。多参数方案综合预测PmpD蛋白的B细胞抗原表位,为进一步实验鉴定PmpD抗原表位及其多表位疫苗设计和研究奠定基础。