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。     

人巨细胞病毒US31基因序列特征分析及B细胞表位预测

目的：分析人巨细胞病毒（HCMV）US31基因序列,预测US31基因编码蛋白的B细胞优势表位。方法：基于US31基因编码蛋白的氨基酸序列,结合亲水性参数、可及性参数、抗原性参数、柔韧性参数及二级结构方案对HCMV US31基因编码各型蛋白的B细胞表位进行预测,参照已建立的预测方法综合评价US31基因B细胞优势表位。结果：US31核苷酸序列变异较少,大部分是同义突变,氨基酸序列高度保守;其编码蛋白全长为162个氨基酸,相对分子质量20 kD,等电点7.66,为可溶性蛋白,二级结构中以无规则卷曲为主。经综合分析,US31基因的B细胞优势表位可能存在于氨基酸序列N端的5～19、32～47、58～68、110～124区段。结论：多参数预测HCMV pUS31的B细胞优势表位,为进一步研究蛋白特征、制备单克隆抗体及表位疫苗提供依据。     

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.     

肠道病毒71型和柯萨奇病毒A16型分离株的VP1基因特征分析

目的:探讨苏皖地区手足口病(HFMD)患者肠道病毒71型(EV71)和柯萨奇病毒A16型(CA16)分离株的VP1基因特征。方法:采集南京市、马鞍山市2009至2010年HFMD患者临床标本进行病毒分离和RT-PCR鉴定;扩增并测定VP1基因序列;从GenBank中选取EV71和CA16不同基因型参考毒株,利用生物信息学软件进行同源性比对和系统进化树分析。结果:共分离到9株EV71和4株CA16,EV71分离株的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为96.5%～99.8%和99%～100%;CA16分离株的核苷酸和氨基酸序列同源性为96.2%～98.5%和99.3%～100%;系统进化树分析显示,9株EV71全部属于C4a基因亚型,而4株CA16则全部属于B1b基因亚型。结论:2009至2010年苏皖地区分离到的EV71和CA16毒株分别属于C4a和B1b基因亚型,与国内其他地区HFMD病原学及分子进化研究结果一致,有望成为疫苗候选株作进一步研究。     

中国大陆EV71病毒分离株的分子流行病学研究

目的 了解1987-2010年中国大陆肠道病毒71型(EV71)分离株的分子流行病学特点及其种系进化、基因分型和遗传变异性.方法 从GenBank/NCBI上获得中国大陆来源的具有完整VP1或近似完整VP1基因的核苷酸序列信息的413株EV71毒株进行分析,采用MEGA 5.0软件,构建系统进化树,计算相同或不同基因型及基因亚型毒株的核苷酸与氨基酸的相似性.结果 1987-2010年,中国大陆20个省、市或地区均分离到具有完整VP1序列的毒株,且2008年以来数量陡增;中国大陆流行的主要是C型,只有2008年安徽和2009年湖北发现了A型;各基因型在43、58、142、164、167、184、240、249、292等氨基酸位点发生了特异性变异;从健康人体内分离的HQ129932毒株与其他序列比较,氨基酸无特异性变异.结论 C型株可能具有更强的传染力;氨基酸位点变异对于EV71病毒进化有重要意义;VP1基因与疾病的严重程度无明显关联;应加强C4a亚型疫苗候选疫苗株对其他基因型毒株的交叉保护作用研究.     

热带无爪螨主要变应原Blo t 21抗原表位的预测

目的预测热带无爪螨主要变应原Blo t 21的抗原表位。方法利用DNAStar Protean软件分析热带无爪螨主要变应原Blo t 21的二级结构和表面特性,如理化性质、亲水性、表面可及性、柔韧性等,预测Blo t 21蛋白的B抗原表位和T抗原表位,同时利用Bepi Pred在线分析预测其可能的B细胞抗原表位。结果 Blo t 21蛋白的二级结构以α螺旋为主,存在7个潜在的B抗原表位位点,可能的B抗原表位区域有:2-11,19-28,35-54,55-70,72-83,96-112,123-129氨基酸残基或其附近。含有8个潜在的T细胞抗原表位区域:13-17,22-31,37-46,51-64,69-75,80-84,95-99,102-105氨基酸残基或其附近。结论应用Protean软件和Bepi Pred在线预测了热带无爪螨主要变应原Blo t 21的抗原表位,为进一步研究Blo t 21变应原的结构与功能,研制针对热带螨的预防性和治疗性疫苗、开发相应的诊断试剂盒奠定了基础。     

微小扇头蜱丝氨酸蛋白酶抑制剂15蛋白生物信息学分析及原核表达

目的 了解微小扇头蜱丝氨酸蛋白酶抑制剂15(serine protease inhibitor 15, RmS-15)蛋白的生物学特性，并进行分子克隆和原核表达。方法 对RmS-15进行扩增测序，构建系统进化树了解进化关系；采用生物信息学手段分析其理化性质、信号肽、二级和三级结构；利用DNA star和ABCpred工具来预测RmS-15蛋白潜在的B淋巴细胞抗原表位；通过SYF-PEITHI和IEDB预测潜在T淋巴细胞抗原表位；采用大肠杆菌原核表达系统获取微小扇头蜱RmS-15重组蛋白并进行纯化。结果 成功扩增出1 212 bp的RmS-15基因，可编码403个氨基酸；系统发育树结果显示，RmS-15蛋白在不同蜱虫氨基酸序列中具有较高的保守性，与镰形扇头蜱和血红扇头蜱的亲缘关系最近；理化性质分析结果显示，RmS-15蛋白在N末端中存在20个氨基酸的信号肽，相对分子量大小和理论等电点分别为44 000和6.68，平均亲水性为0.001，属于亲水性稳定蛋白；抗原性分析结果表明，RmS-15蛋白B细胞抗原表位优势片段为分别为102～112 aa、147～152 aa和207～215 aa,T...     

人干扰素-λ的二级结构及其B细胞抗原表位的预测

目的：预测人干扰索（IFN）-λ1、IFN-λ2和IFN-λ3的二级结构特征及其B细胞抗原表位。方法：用Ceour-Deleage法预测人IFN-λ1、IFN-λ2和IFN-λ3的二级结构；分别用Hopp-Woods法、Janin法、Zimmerman．Simha法和Bhaskaran-Ponnuswamy法分析各蛋白的亲水性、可及性、极性和柔韧性参数；用Kolaskar-Tongaonkar法预测各蛋白的抗原指数。结合人IFN-λ1、IFN-λ2．和IFN-λ3的二级结构特征。综合评价其B细胞抗原表位。结果：人IFN-λ1、IFN-λ2和WN．IFN-λ2的B细胞识别表位可能分别位于其第47～73和154-166、53～75和159-171、53～77和159～171位氨基酸等区域内或附近，被预测的表位均含有β-转角和无规卷曲结构。人IFN-λ1与IFN-λ2，IFN-λ3的二级结构和含有的B细胞优势抗原表位很相似，而人IFN-λ2和IFN-λ3之间的差别非常小。结论：该预测结果将有助于确定人IFN-λ1、IFN-λ2和IFN-λ3的B细胞表位及其生物学活性部位。     

结核分枝杆菌SepF蛋白的生物信息学分析

目的：采用生物信息学方法分析结核分枝杆菌的Rv2147c基因及其编码的SepF蛋白结构和功能。方法：自NCBI网站获取Rv2147c基因及SepF蛋白的基本信息;使用Protparam和ProtScale预测SepF蛋白的理化性质和亲疏水性;使用SignaIP6.0 Server、DEEP TMHMM和NetPhos3.1软件预测SepF蛋白的信号肽、跨膜结构及磷酸化位点;使用SOPMA预测SepF蛋白的二级结构,通过SWISS MODEL软件构建该蛋白的三级结构模型;分别使用IEDB和SYFPEITHI预测SepF蛋白的B和T细胞表位;通过STRING数据库预测SepF的相互作用蛋白。结果：Rv2147c基因全长657bp,编码的SepF蛋白氨基酸数为218,分子式为C₁₀₉₅H₁₆₆₈N₃₂₀O₃₃₇S₁₀。SepF蛋白含有磷酸化位点和抗原表位。结论：生物信息学方法分析SepF蛋白含有一个保守的结构域,其结构域与结核分枝杆菌耐药性的产生密切相关,为抗结核药物靶点的选择提供了...     

人白细胞介素-33蛋白的二级结构及B细胞抗原表位预测

目的:预测人白细胞介素(IL)-33的二级结构和B细胞抗原表位。方法:以单参数(亲水性、可及性、柔韧性及抗原性)预测为基础,通过二级结构预测初步筛选,并以ABCpred方案作为最终验证,预测人IL-33蛋白的二级结构和B细胞表位。结果:人IL-33蛋白的N端1~19、59~75、108~117和204~210区段为预测的B细胞表位。结论:该预测结果将有助于确定人IL-33的B细胞表位及其生物学活性部位。     

衣原体MOMP蛋白生物多态性及细胞表位分析

目的：预测并分析比较衣原体MOMP蛋白的二级结构和B细胞表位。方法：以各株衣原体MOMP蛋白的氨基酸序列为基础,采用Gamier—Robson法、Chou—Fasman法和Karplus-Schulz法预测蛋白二级结构;按Kyte-Doolittle法、Emini法和Jameson—Wolf法预测蛋白的抗原表位;以ClustalX软件序列比对分析其多变区。结果：各株MOMP蛋白含多个抗原位点,各序列在第80—107、165—178、249—264、332—346位序列高度差异,并出现比对“空沟”。多个强表位位于序列保守区内。结论：MOMP蛋白有较强的免疫原性,预测的抗原位点为之后蛋白相互作用研究、单抗制备、亚单位疫苗设计提供了理论依据。     

六安地区手足口病患儿肠道病毒分离鉴定与临床表现

目的 对六安地区手足口病流行区患儿标本进行病毒分离与鉴定,为进一步预防和控制该病流行奠定基础.方法 采集手足口病患者咽拭子和疱疹液标本,进行病毒分离、中和实验和逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)特异性扩增进行鉴定,同时对肠道病毒71型(EV71)抗原决定簇部位VP1区进行核苷酸序列测定与分析.结果 14份咽拭子和8份疱疹液标本中分离得到6株病毒,经中和实验、RTPCR及VP1片段检测与测序证实为EV71型,与BrCr-ts株、台湾分离株、深圳分离株一致性分别为98%、84%和83%.结论 该流行区2008年爆发的手足口病病原体为EV71型.