Bioinformatics analysis and B-cell epitope prediction of VP1 gene of enterovirus 71 isolated in Lu′an city

目的 对肠道病毒71型(EV71)VP1基因编码衣壳蛋白进行系统结构与功能预测,为制备EV71疫苗和诊断抗原的研究提供理论基础.方法 基于编号为1404-Luan(CHN)-08的EV71六安地区分离株VP1基因编码蛋白的氨基酸序列,应用ProtParam、SigalP、TMPRED、Sosui、SOPMA、Phyre、Bepipred等生物信息学方法预测其信号肽、跨膜区、疏水性、二级结构、三级结构等性质和潜在的B细胞表位.结果 EV71六安地区分离株VP1基因编码蛋白没有信号肽,无跨膜区,是一个亲水性蛋白;VP1蛋白二级结构以无规则卷曲和β-片层为主,含有少量的α-螺旋,少见β-转角; VP1的三级结构中4～121氨基酸部分在蛋白表面形成一环状结构(VPl GH loop);EV71 VP1潜在的B细胞表位共有6个可能的抗原表位.其中,预测分值最高的线性表位区域位于157～177位氨基酸残基.结论 成功预测了EV71六安地区分离株VP1二级结构、三级结构和B细胞表位,为制备EV71基因工程疫苗和诊断抗原的开发提供了理论基础.     

基于EV71交叉保护抗原P1的前体蛋白B细胞抗原位点的预测

目的 获得EV71 P1保守氨基酸序列COBRA EV71 P1和基于此序列的B细胞抗原表位预测信息.方法 从NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)上下载获取1970-2010年间世界各地暴发流行的包含P1或VP1基因片段的EV71源序列和对应的氨基酸序列,根据VP1基因片段信息构建系统进化树,对源序列进行基因分组;对多基因型的EV71 P1氨基酸源序列采用多序列比对,以优势氨基酸位点代替差异氨基酸位点的方法,获得EV71 P1保守序列(COBRA EV71 P1),并运用IEDB Analysis Resource(http://tools.immuneepitope.org/main/)在线预测工具和DNASTAR软件里的Protean模块,运用单参数和二级结构预测综合考虑的方法,对COBRA EV71 P1前体蛋白的B细胞抗原表位进行预测.结果 成功比对出COBRA EV71 P1氨基酸序列,预测结果发现在COBRA EV71 P1前体蛋白的第10-24,41-60,68-82,208-225,328-345,498-514,592-609,664-678,772-786和841-855位点均具有较好的亲水性、表面可及性、柔韧性和抗原指数,并且在二级结构上含有易形成抗原表位的无规则卷曲和β-转角,有可能是COBRA EV71 P1前体蛋白的优势表位.结论 经生物信息学分析,推测COBRA EV71 P1可能具有三个基因型EV71 P1前体蛋白的候选B细胞线性抗原表位,为EV71重组多表位疫苗设计和多基因型病毒样颗粒疫苗实验提供了理论基础.     

结核分枝杆菌rmlA基因的生物信息学分析

目的:分析结核分枝杆菌rmlA基因及其编码的蛋白质结构和特征,获得其生物学信息。方法:从GenBank中获取rmlA基因的核酸序列,应用DNAMAN、Geneious Pro等软件及生物信息学在线分析工具,预测rmlA基因及其编码的蛋白质基本理化特征、亚细胞定位、二级结构、抗原表位等;建立蛋白质三级空间结构模型;进行多序列同源比对并构建分子进化树。结果:rmlA基因编码α-D-葡萄糖-1-磷酸胸苷转移酶。其具有288个氨基酸残基,理论分子量为31 492.0Da。该蛋白无信号肽,位于细胞质,无明显跨膜结构,存在14个潜在抗原表位。二级结构以α螺旋为主,蛋白序列、结构保守,为分枝杆菌所特有。结论:rmlA基因及其编码的蛋白质可作为研发新型免疫诊断方法、结核疫苗、新药的理想侯选分子靶标。     

中蜂囊状幼虫病毒LN-QY株VP2结构蛋白的基因分析及B细胞抗原表位预测

目的预测中蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus,CSBV)LN-QY株VP2蛋白的空间结构及其B细胞抗原表位。方法将已感染CSBV LN-QY株的RNA作为模板,进行RT-PCR扩增该毒株结构蛋白VP2基因,再与pMD18-T载体连接,之后转化大肠杆菌DH5α感受态,对经EcoRⅠ和BamH I双酶切鉴定为阳性的重组质粒进行测序,通过序列比对,获得LN-QY株VP2的核苷酸序列和推导的氨基酸序列,建立VP2结构蛋白的3D模型,在此基础上,应用DNAStar软件中的Protean模块综合分析结构蛋白的柔性区域、亲水性、表面可能性以及抗原指数等参数。结果 VP2结构蛋白的空间构象比较规则,其可能的B细胞抗原表位区域位于178-184,144-199,211-217氨基酸区段。结论本研究为CSBV LN-QY株VP2蛋白表位疫苗的设计以及血清诊断试剂盒的研制奠定了理论基础。     

SARS冠状病毒M蛋白二级结构和B细胞抗原表位的稳定性分析

目的预测具有代表性的3株SARS冠状病毒M蛋白二级结构和B细胞抗原表位,探讨基因变异对M蛋白二级结构和B细胞抗原表位的影响。方法采用Chou-Fasman方法、Garnier-Robson方法和Karplus-Schulz方法预测SARS冠状病毒M蛋白二级结构;按Kyte-Doolittle方案、Emini方案和Jameson-Wolf方案预测B细胞抗原表位。结果3株SARS冠状病毒M蛋白的二级结构和B细胞抗原表位完全一致。结论SARS冠状病毒M蛋白的二级结构和抗原表位比较稳定,提示利用某一毒株的M蛋白制备单克隆抗体和疫苗可应用于SARS的诊断和防治。     

VP1蛋白结构特征预测及功能分析

目的 本文基于生物信息学方法 对EV71 VP1(enterovirus type 71 viral protein 1)蛋白进行系统结构与功能预测分析.方法 应用GOR4(Garnier-Osguthorpe-Robson方法 )、HNN(Hierarchical人工神经网络预测法)、PHD(多重比对人工神经网络比对预测结构法)、Predator(单序列分析人工神经网络预测结构法)、SOPMA(改进型自我优化预测结构法)等方法 预测EV71 VP1外壳蛋白的二级结构,SWISS MODEL服务器的同源建模方法 构建EV71 VP1的三级结构模型,并分析亲水性、柔韧性、抗原指数、表面可能性.结果 预测结果 表明EV71 VP1的二级结构以无规卷曲为主,其次为β-片层和α-螺旋,无β-转角.同源建模获得与VP1具有42%的序列一致性的已知结构的编号为1bev的蛋白质,进行VP1的同源建模并得到良好的建模评估效果;预测了可能的EV71 VP1抗原性区域.结论 综合多种策略预测EV71 VP1的二级结构和三级结构,为进一步研究开发相关药品以防治EV71感染提供理论基础.     

金黄色葡萄球菌疫苗候选分子SirH的B细胞抗原表位预测

预测金葡菌疫苗候选分子SirH的B细胞抗原表位.用PCR方法从金葡菌临床分离株的基因组DNA中扩增出sirH基因,插入表达载体pET-28a(+)中,构建重组表达载体pET28a-sirH,双酶切鉴定并测序,通过与GenBank中登录的金葡菌sirH基因序列的比对,获得此临床分离株sirH的核苷酸序列和推导的氨基酸序列.在此基础上,应用生物信息学软件分析SirH蛋白的二级结构柔性区域、亲水性、表面可能性和抗原指数等参数.综合各参数预测结果,SirH蛋白N-端第49 57、62-75、83-123、128-162、194-208、242-252、334-350、401-415、452-543、550-564、573-622区段很有可能存在B细胞抗原表位.SirH蛋白B细胞抗原表位的预测,为后续表达SirH主要抗原表位和研究其免疫保护作用奠定了基础.     

禽冠状病毒M蛋白B细胞抗原表位的预测

目的预测禽冠状病毒(IBV)M蛋白B细胞抗原表位。方法采用SOPMA软件预测IBV M蛋白的二级结构,采用SOSUI软件预测M蛋白的跨膜区,应用Hopp&Woods方案、Janin方案、Zimmerman方案预测IBV M蛋白B细胞表位抗原。结果IBV M蛋白二级结构主要包括α-螺旋和无规卷曲,含量分别为32.89%、31.11%;M蛋白具有3个跨膜区,位于18~40、48~70、77~99位氨基酸;B细胞识别的表位可能位于第186-196位氨基酸区域内或附近,预测的表位均含有β-转角和无规卷曲结构。结论IBVM蛋白的二级结构和抗原表位比较稳定,可利用地方毒株的M蛋白制备基因工程疫苗和单克隆抗体,应用于该病的诊断和防治。     

人白细胞介素-36α蛋白的二级结构及其B细胞抗原表位的预测

目的预测并分析人白细胞介素-36α蛋白的二级结构及其潜在的B细胞抗原表位。方法以人IL-36α蛋白的氨基酸序列为基础,采用生物信息软件和互联网服务器预测人IL-36α蛋白的二级结构及其亲水性、可及性和柔韧性,根据预测结果综合分析IL-36α蛋白可能的B细胞抗原表位。结果IL-36α蛋白潜在的B细胞抗原表位位于N端8～12、33～38、111～116和143～149氨基酸区段。结论预测了IL-36α蛋白的二级结构和B细胞抗原表位,为进一步研究IL-36α的生物学活性部位及利用合成肽制备抗IL-36α的多克隆抗体提供了理论依据。     

肠道病毒71型检测与VP1基因特征分析

目的 分析肠道病毒71型2011年本地流行株VP1基因特征学特征.方法 收集2011年本地手足口病患者临床标本332份,进行EV71荧光定量RT-PCR鉴定,采用RT-PCR对15株分离到的EV71进行VP1编码区基因扩增,并对扩增产物进行核苷酸序列测序和分析.根据VP1测序结果与国内外报道的各基因型和基因亚型EV71 VP1序列进行同源性和亲缘进化分析.结果 165份标本鉴定为EV71,分离株的VP1区核苷酸和氨基酸同源性分别是97.5%～99.9%和99.4%～100%.与C4a亚型的核苷酸和氨基酸最高.亲缘进化树显示,本地株全部属于C4基因亚型的C4a进化分支.结论 本地区分离的EV71与近几年国内其他地区EV71分离株亲缘关系很近,有共同进化的趋势,属于C4基因亚型的C4a进化分支,并存在多个传播链.     

多参数预测人巨细胞病毒临床病毒株UL145基因B细胞表位

目的 应用多参数预测及分析人巨细胞病毒（Human cytomegalovirus,HCMV）临床病毒株UL145 基因B 细胞表位。方法 根据人巨细胞病毒UL145 基因氨基酸序列预测其二级结构,结合跨膜结构、亲水性、可及性及抗原性方案等参数综合预测UL145 基因B 细胞表位。结果 HCMV pUL145 氨基酸等电点为6.64,二级结构以无规则卷为主,1～130 位氨基酸均为膜外区域,结合多种预测方法分析提示,88～99 位氨基酸序列内可作为HCMV UL145 基因的B 细胞候选表位。结论 多参数预测提示88～99 位氨基酸序列为HCMV UL145 基因B 细胞表位预测序列,为进一步制备相应的抗体提供了重要依据。     

MAGE-A家族抗原共同B细胞表位预测分析

目的：预测和筛选黑色素瘤抗原A（MAGE-A）家族抗原的共同B细胞表位。方法：以MAGE-A1的全长氨基酸序列为基础,利用生物信息学软件,采用Hopp＆Woods的亲水性方案、Zimmerman极性参数和Jameson-Wolf抗原指数方案和Emini表面可及性方案等,结合MAGE-A1的二级结构与其柔性区域及跨膜区域对MAGE-A1的优势B表位区段进行综合分析,进一步运用抗原指数分析预测MAGE-A1的B细胞表位,并将其与MAGE-A家族中其他成员（MAGE-A2至A12）进行比对,以预测MAGE-A家族抗原的共同B细胞表位。结果：MAGE-A1的全长为309个氨基酸,相对分子质量为46 kDa,为可溶性蛋白。经综合分析,其B细胞优势表位可能存在于氨基酸序列N端的9~14,84~88,118~124,160~165,208~214,233~240区段;经与MAGE-A家族中其他成员的氨基酸序列比对,MAGE-A1的9~14,84~88,118~124及233~240区段,即HCKPEE,EEEGP,RAREPVTK,GEPRKLLT肽段可能为MAGE-A家族抗原共同B细胞优势表位。结论：利用生物信息学预测发现MAGE-A1的优势B细胞表位中,9~14,84~88,118~124及233~240区段可能为MAGE-A家族抗原的共同B细胞表位,可为表位疫苗的研制等提供理论依据。     

沙眼衣原体主要外膜蛋白生物信息学分析

目的：分析和预测E血清型沙眼衣原体（Ct）主要外膜蛋白（MOMP）的结构和功能。方法：采用计算机辅助生物软件和网络数据库,从SwissProt蛋白质数据库中检索MOMP氨基酸序列,用Expasy服务器分析预测MOMP蛋白理化性质、二级结构,同时用Pcons服务器分析模拟蛋白质空间结构。结果：分析显示,Ct MOMP蛋白为一跨膜16次的酸性蛋白质,其空间结构为β-桶状膜蛋白,推测其功能为孔蛋白。结论：通过对MOMP生物信息学分析获得该蛋白的特性,为进一步研究Ct的感染与发病机制、研制Ct亚单位疫苗以及研究MOMP新的功能域等提供理论依据。     

人类表皮生长因子受体2的B细胞表位初步预测分析

目的预测人类表皮生长因子受体2（HER2/neu）的B细胞表位,为肿瘤免疫治疗提供理论基础。方法以生物信息学软件综合预测筛选HER2/neu可能B细胞表位,以吴氏平均抗原性指数为标准,确定目的表位。结果HER2/neu为一跨膜蛋白,其二级结构中以无规则卷曲的区域出现较多。其N端第497～504,939～943,1 106～1 116,1 140～1 158,1 166～1 175,1 225～1 234,1 240～1 246区段,可能为HER2/neu的优势B细胞表位。结论应用多参数预测HER2/neu的B细胞表位,可进一步为HER2/neu相关肿瘤治疗性表位疫苗分子设计和研究提供理论依据。     

我国登革2型病毒包膜E蛋白B区抗原表位的预测

目的 预测登革2型病毒包膜E蛋白B区抗原表位.方法 采用哈佛大学分子免疫基金会在线提供的抗原肽预测软件结合Hopp & woods亲水性参数、Janin可及性参数、极性参数、柔韧性参数及二级结构方案对登革2型病毒包膜E蛋白B区抗原表位进行预测.结果 登革2型病毒包膜E蛋白B区抗原表位可能位于第40-46位、第121-147位,第131-137位氨基酸区域内或附近,这2个被预测的区域均含有β-转角或无规卷曲结构.结论 该研究对应用合成肽抗原进行登革热早期诊断及相关抗体的制备具有重要指导意义.     

大连市肠道病毒71型基因特征分析

目的 了解大连市手足口病病原体肠道病毒71型(EV71)的VP1区段的基因特征.方法 用RT-PCR方法从手足口病患者临床标本中扩增EV71的VP1基因全序列,利用软件进行同源性分析和构建系统发生树.结果 测序获得的9株病毒基因与C4亚型代表株具有较高的核苷酸和氨基酸序列同源性.在系统进化树上,9株病毒基因与C4基因亚型代表株处于同一分支.结论 大连市EV71病毒株属C4亚型.     

新型冠状病毒E蛋白结构与免疫优势表位的信息学预测分析

目的：应用生物信息学方法预测和分析新型冠状病毒（SARS-CoV-2）包膜蛋白（E蛋白）的结构及免疫优势表位。方法：从NCBI GenBank数据库中检索SARS-CoV-2 E蛋白的氨基酸序列，通过Expas y服务器上的软件分析预测其理化性质、二级结构、跨膜区域；并结合其亲水性、表面可及性、极性、抗原性和柔韧性等综合分析，预测其可能的B细胞表位；利用Net CTL1.2 server预测CTL表位；通过Vector NTI对冠状病毒属E蛋白进行同源性分析；同时应用Swiss Model对E蛋白进行三维结构同源建模及功能结构域预测分析。结果：SARS-CoV-2 E蛋白由75个氨基酸残基组成，为跨膜蛋白，跨膜区域以α螺旋为主；E蛋白可能含有2个B细胞表位和6个CTL表位，其免疫优势表位区域分别位于其N端16-34aa和C端50-70aa区段；SARS-CoV-2与SARS-CoV和Bat-SARS-like-CoV E蛋白的免疫优势表位存在极高的同源性；其疏水性跨膜结构和PDZ结合基序分别位于N端12-34aa和C端72-75aa区段。结论：E蛋白为跨膜蛋白，其氨基酸序列的16-34和50-70区段可能为免疫优势表位。     

欧猥迭宫绦虫膜联蛋白E1基因的生物信息学分析

目的:从欧猥迭宫绦虫成虫cDNA文库中识别出膜联蛋白E1(Annexin E1)基因,并对其进行生物信息学分析和功能预测。方法:从欧猥迭宫绦虫cDNA文库中获取Annexin E1基因的核酸序列,应用NCBI、ExPASy等多种生物信息学在线分析工具结合Vector NTI Advance10、Geneious Pro等软件包,对所获基因及其编码蛋白的基本理化特征、亚细胞定位、保守功能域、抗原表位、二级结构及拓扑结构等进行预测,建立蛋白质三级空间结构模型及构建其分子进化树。结果:Annexin E1编码354个氨基酸残基,理论分子量为40168.0Da,具有4个完整的保守功能域。位于细胞内,无信号肽及跨膜结构,存在6个潜在抗原表位。二级结构主要以α螺旋为主,结构和功能有关的位点高度保守,具有多个磷酸化位点。在进化的过程中与绦虫类亲缘较近,而与脊椎类亲缘较远。结论:Annexin E1编码蛋白及潜在的抗原表位与宿主同源性低,可能作为研发新型免疫诊断方法的理想分子靶标。     

衣原体噬菌体衣壳蛋白 Vp1 及其高保守区二级结构及 B 细胞表位研究

目的：分析衣原体噬菌体Vpl蛋白及其高保守区的二级结构并预测其B细胞表位。方法：以C｜ustalX程序比对各株衣原体噬菌体衣壳蛋白Vpl序列获得高保守区序列。以Vpl氨基酸序列为基础,采用Gamier—Robson法、Chou—Fasman法、Eisenberg法和Karplus—Schulz法分析蛋白二级结构;按Kyte—Doolittle法、Emini法和Jameson—Wolf法预测蛋白的抗原表位。结果：衣原体噬菌体Vpl蛋白的二级结构以β折叠为主,有少量α螺旋;其高保守区含多个抗原位点,预测其N端1—8,103—110,158—164,189—196,322—332,427—434,478—488为优势表位。结论：衣原体噬菌体Vpl蛋白及其高保守区存在复杂的蛋白结构,可形成多个可选表位。