应用免疫信息学技术预测严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的抗原表位

目的运用免疫信息学技术预测严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的B细胞、细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和辅助T(Th)细胞的抗原表位。方法从NCBI数据库检索SARS-CoV-2蛋白序列,根据抗原性≥0.5和氨基酸数≥100进行筛选,最终的蛋白序列用于后续的抗原肽的预测。用蛋白质结构预测软件Phyre2进行三维结构的预测、蛋白质模型结构的细化软件GalaxyRefine优化蛋白的三维结构,最后用蛋白质结构同源建模SWISS-MODEL系统对优化后的结构进行准确性评估。蛋白序列用于CTL、Th细胞和线性B细胞抗原肽预测,三维结构用于结构性B细胞抗原预测。免疫表位数据库和分析资源(IEDB)预测SARS-CoV-2的CTL和Th细胞抗原表位,B细胞线性抗原肽预测软件Bepipred Linear Epitope Prediction 2.0和B细胞结构抗原肽预测软件ElliPro-Epitope prediction based upon structural protrusion分别预测B细胞线性和结构抗原肽。结果从NCBI数据库获得了27个SARS-CoV-2的蛋白序列,去掉抗原性0.5和氨基酸数100的蛋白质后,最终选定9个蛋白进行后续抗原肽预测。最终获得了24个CTL、20个Th细胞、12个B细胞线性表位和16个B细胞结构表位。结论获得的抗原表位可用于后续多表位疫苗的设计,相较于只针对单种蛋白靶点的抗原表位而言,多靶点抗原表位具有更强的免疫原性,这些抗原表位对SARS-CoV-2疫苗而言,具有一定的参考价值。     

人类肝素酶B细胞表位的预测和免疫原性鉴定

目的 预测并鉴定肝素酶(heparanase)蛋白B细胞表位免疫原性.方法 以肝素酶蛋白的氨基酸序列为基础,采用DNAStar分析软件以及Bcepred在线二级结构分析工具分析其蛋白二级结构并预测B细胞表位.根据预测结果 ,采用8分支多抗原肽结构合成针对该表位的抗原肽,将后者与通用型T辅助表位人IL-1β线性短肽(VQGEESNDK,氨基酸163～171)联合免疫日本白毛黑眼兔,检测免疫血清效价,鉴定其特异性和免疫原性.结果 软件预测显示,肝素酶蛋白大亚基的第1～15位(MAP1)、第279～293位(MAP2)及175～189位(MAP3)氨基酸序列最可能为其优势B细胞表位.间接酶联免疫吸附试验、免疫印迹及免疫组化分析,证实MAP1、MAP2及MAP3均能诱导机体产生高滴度抗体,但仅MAP1、MAP2抗体具有高特异性,MAP2抗体与肝癌组织的结合力最强.结论 肝素酶大亚基的第1～15位、第279～293位氨基酸为其优势B细胞表位,其中第279～293位氨基酸的免疫原性最强,这为肝素酶多肽抗体及B细胞优势短肽疫苗研制提供了理论依据.     

蛇毒C型凝集素家族结构及抗原表位预测

目的:预测和设计蛇毒C型凝集素家族蛋白(CLPs)共同B细胞抗原表位肽。方法:利用expasy蛋白质数据库在线软件Align对CLPs进行序列比对。运用DNAstar和Antheprot软件对蛇毒CLP家族的二级结构和表面特性,如亲水性、表面可及性、免疫原性、柔韧性等,综合各结果预测其抗原表位。采用Swiss-model和SEPPA在线工具进行三维结构和空间表位预测。结果:蛇毒CLP家族存在多个潜在的抗原表位位点,其中46～58区和98～110区肽段为可能的B细胞表位区。结论:综合考虑以上2个肽段家族同源性和表面特征,确定N端附近的46KTWADAEKFCTEQ58为蛇毒CLP可能的共同抗原区。     

人偏肺病毒黏附蛋白的二级结构及B细胞表位初步预测

目的预测人偏肺病毒G蛋白的二级结构及B细胞表位。方法分别采用SOPMA方法及HMMTOP程序预测G蛋白的二级结构和跨膜区域；综合分析蛋白的柔性结构、亲水性、表面可及性与抗原性指数，预测G蛋白的抗原表位。结果G蛋白的二级结构主要为柔性区域，占62．1％；廿螺旋占22．37％；β-折叠占15．53％；N端第32～51位氨基酸残基为跨膜区。B细胞表位位于G蛋白N端55—77、80-104、111～126、130～167、178—210区段。结论应用多参数预测G蛋白的二级结构与B细胞表位，为进一步研究蛋白特征、单克隆抗体制备及表位疫苗研制奠定了基础。     

MD-2的B细胞抗原表位预测

目的 利用生物信息学预测髓样分化蛋白-2（myeloid differentiation protein-2，MD-2）的B细胞抗原表位，为MD-2特异性抗体的制备提供实验基础。方法 采用多种生物软件和互联网服务器，以单参数（亲水性、抗原性、可及性及可塑性）预测为基础，二级结构预测初步筛选，抗原指数最终确定的方法预测MD-2的B细胞抗原表位。结果 96～110序列（RGSDDDYSFCRALK）的亲水性和抗原指数（AI=0．043）显著高于其他候选片断；65～76序列（YIPRRDLKQLYF）和107～117序列（ALKGETVNTTI）的A1分别为0．0063和0．0036。结论 96—110序列（RGSDDDYSFCRALK）是MD-2的B细胞优势抗原表位。     

基于生物信息学的ECSM2胞外区B细胞表位预测

目的预测内皮细胞特异分子-2(endothelial cell-specific molecule-2,ECSM2)胞外区B细胞表位。方法以ECSM2胞外区氨基酸序列为基础,应用公共的生物信息学工具,分析ECSM2的序列特异性、二级结构,以及极性、亲水性、柔韧性、表面可及性等参数,然后借助专业的B细胞表位预测工具预测潜在的B细胞表位,最后对获得的数据综合分析,评判ECSM2胞外区最有可能的B细胞表位。结果综合分析多种生物信息学工具获得的数据表明,ECSM2胞外区69-93位氨基酸区段包含了4个相互重叠的潜在表位,具有极大的B细胞表位可能性。结论应用生物信息学预测出的ECSM2胞外区B细胞表位,为直接利用该表位从抗体库或杂交瘤细胞库中筛选出血管内皮细胞靶向的特异抗体提供了理论依据。     

SARS病毒基因组所编码的E蛋白的二级结构和B细胞表位预测

目的：预测SARS病毒E蛋白的B细胞表位和二级结构。方法：以SARS病毒基因组序列为基础，采用Garnier-Robson方法、Chou-Fasman方法和Karplus-Schuhz方法预测E蛋白质的二级结构；用Kyte-Doohttle方案预测蛋白质的亲水性；用Emini方案预测蛋白质的表面可能性；用Jameson-Wolf方案预测氨基酸的抗原性指数。综合评判，预测SAPS病毒E蛋白的B细胞表位。结果：在SARS病毒E蛋白N-端的第1～6、13～19、39～43、47～64区段和第73～76区段有β-折叠中心；第6～12区段和第67～69区段可能形成转角或无规则卷曲，是柔性区域。E蛋白N端第2～13区段和第61～74区段为B细胞优势表位区域。结论：用多参数预测SARS病毒E蛋白的二级结构和B细胞表位，为实验方法探索SARS冠状病毒E蛋白的B细胞表位提供理论依据。     

鼠TRAM蛋白B细胞表位预测及其免疫原性检测

目的 预测TRAM蛋白的二级结构和B细胞表位,为抗鼠TRAM单克隆抗体制备奠定基础。方法以TRAM蛋白的氨基酸序列为基础,采用Goldkeu计算机分析软件以及网络nnpredict二级结构分析软件对TRAM蛋白二级结构及B细胞表位预测。合成针对该表位的多肽,以此多肽为免疫原免疫兔,对其免疫原性进行检测。结果用多参数预测TRAM蛋白的二级结构和B细胞表位,综合评判表明：TRAM分子的第216～229位氨基酸满足亲水性、可及性和可塑性,在二级结构上位于蛋白伸展结构或无规则卷曲结构内,最可能为其优势B细胞表位。此多肽能诱导机体产生较高的抗体滴度,多克隆抗体具有高的特异性。结论TRAM分子的第216～229位氨基酸为其优势B细胞表位,这为制作B细胞优势短肽单克隆抗体提供了理论依据。     

苹果过敏原Mal d4蛋白抗原表位预测及交叉反应分析

目的:预测苹果过敏原Mal d 4蛋白B细胞和T细胞抗原表位,探讨Mal d 4蛋白与其同源蛋白之间的交叉反应性.方法:以苹果过敏原Mal d 4蛋白的氨基酸序列为基础,采用生物信息软件HNN预测二级结构;运用DNAStar和Bcepred软件预测其B细胞抗原表位,用NetMHCⅡ、NetMHCⅡpan、Syfpeithi及Propred软件综合预测T细胞抗原表位;采用Clustal X1.83、Swiss-Model软件比对同源序列和模拟空间构象.结果:该蛋白二级结构以无规则卷曲为主.B/T细胞共同抗原表位的区域为53～61、85～93.苹果Mal d 4蛋白与桃、芒果、甜樱桃、草莓中的前纤维蛋白氨基酸序列同源性达88%以上,空间构象相似.结论:苹果过敏原Mal d 4蛋白与桃、芒果、甜樱桃和草莓的前纤维蛋白之间可能存在交叉反应,其优势抗原表位区域可能为53～61、85～93,是后续过敏原改造的重点,为继续深入开展苹果过敏原基础性研究提供理论依据.     

融合蛋白接头linker在细粒棘球蚴重组疫苗EgG1Y162-2(4)中的选择设计北大核心CSCD

目的:分析蛋白EgG1Y162-2通过不同长度接头序列连接后形成的肽段四聚体蛋白EgG1Y162-2(4)的氨基酸序列特征,明确其理化性质及三级结构,预测并对比经不同长度柔性接头连接后其优势抗原表位变化,为增强重组疫苗免疫原性选取最理想的linker序列。方法:利用生物信息学方法选择GSGGSG、GGGGSGGG和GSGGSGGGSGGSGGG 3种linker序列进行连接设计EgG1Y162-2(4)重组蛋白疫苗。在线软件ProtParam分析其理化性质;SOPMA在线数据库对设计有不同linker序列的重组蛋白二级结构进行预测分析;I-TASSER在线软件预测所设计重组疫苗的三级结构,并使用SYFPEITHI、IEDB等软件对其T/B细胞抗原表位进行预测。结果:经预测通过GSGGSG、GGGGSGGG、GSGGSGGGSGGSGGG 3种linker序列连接的EgG1Y162-2(4)均是稳定蛋白且具有亲水性并得到其二级结构特点。设计的重组疫苗EgG1Y162-2(4)通过生物信息学方法预测得知通过GSGGSG连接的EgG1Y162-2(4)中α螺旋占8.50%,β-转角占16.67%,无规则卷曲约占40.48%,延伸链约占34.35%,该蛋白有8个T/B联合表位,前后串联的EgG1Y162-2蛋白不仅能够正常折叠,且与EgG1Y162-2蛋白相比T/B抗原表位未发生偏移。三级结构显示通过linker序列GSGGSG串联的4个蛋白EgG1Y162-2均能正常表达,而通过GGGGSGGG、GSGGSGGGSGGSGGG串联的蛋白EgG1Y162-2(4)表位发生了一定程度右移。结论:利用GSGGSG 6个氨基酸连接EgG1Y162-2蛋白构成的EgG1Y162-2(4)的T/B联合表位高度重合,表位未发生迁移说明蛋白EgG1Y162-2(4)通过这种方式连接后几乎未对EgG1Y162-2蛋白优势表位造成影响,并通过重复蛋白表位数增强疫苗免疫应答效果,制备有效的棘球蚴病表位疫苗。     

肿瘤抗原MAGE-A亚家族共同B细胞表位预测及分析

目的预测肿瘤抗原MAGE-A亚家族的B细胞表位,为基于多靶点的肿瘤疫苗设计提供依据。方法基于MAGE亚家族各成员蛋白质序列,采用Kyte-Doolittle的亲水性方案,Emini方案,Karplus方案和Jameson-wolf抗原指数方案,并辅以MAGE蛋白的二级结构柔性区域分析,预测MAGE基因家族的B细胞共同表位。结果共预测出了5条共同表位,且部分B细胞表位高度相似或一致。结论二级结构与B细胞表位相结合的预测方法为一种高效、准确的表位预测方法,可为肿瘤治疗性疫苗的设计提供实验依据。     

应用合成的SARS病毒S蛋白重叠肽筛选B细胞表位

目的筛选SARS病毒S蛋白的B细胞表位。方法使用SARS-CoV S DNA疫苗免疫BALB／c小鼠，获得SARS病毒S蛋白的免疫血清。人工合成包含169条部分氨基酸序列重叠的SARS-CoV S蛋白的多肽库。将多肽片段包被ELISA板，利用免疫小鼠血清，通过抗体结合试验来筛选SARS病毒S蛋白的线性B细胞表位。并将筛选结果与使用B细胞表位分析软件预测的结果进行比较。结果使用重叠肽合成法筛选到SARS．CoV蛋白两条多肽片段S335—352和S442—458．能与免疫动物血清特异性结合，与使用Bcipep数据库预测B细胞表位的结果相一致。结论鉴定了两个新的SARS病毒S蛋白B细胞表位。     

H5N1型高致病性禽流感病毒血凝素蛋白及神经氨酸酶的B细胞抗原表位预测

目的预测H5N1亚型高致病性禽流感病毒HA蛋白和NA蛋白的B细胞表位,为基于B细胞表位的预防性疫苗设计提供依据。方法基于HA蛋白和NA蛋白的蛋白质序列,采用Kyte-Doolittle的亲水性方案,Emini方案,Karplus方案和Jameson-wolf抗原指数方案,并辅以MAGE蛋白的二级结构柔性区域分析,预测HA蛋白和NA蛋白的B细胞表位。结果分别预测出了6条血凝素蛋白(Hemagglutinin,HA)以及6条神经氨酸酶(Neuraminidase,NA)B细胞优势表位。结论这些B细胞表位可为禽流感疫苗的研制提供实验依据。     

统计学筛选电脑预测的人H5N1毒株核蛋白B细胞表位

目的 预测并筛选人禽流感H5N1毒株核蛋白(NP)的B细胞抗原表位.方法 采用DNAStar Lasergene 7.1软件,进行人禽流感H5N1毒株NP基因核苷酸序列分析.采用Kyte-Doolittle的亲水性方法、Emini方法和Jameson-Wolf抗原指数方法,辅以对NP的二级结构中的柔性区域的分析,采用SPSS13.0进行聚类、相关和四分位数分析,建立一种统计学筛选程序,预测H5N1病毒NP的B细胞表位,并对毒株A/GD/01/06(H5N1)的NP变异进行评价.结果 预测并筛选最有可能的B细胞表位为位于NP的N端317～326、452～457、467～473、367～370、491～498、375～378、171～177、48～53、245～250、76～104肽段等.A/GD/01/06(H5N1)的NP通过氨基酸第370位(N370S)位点置换,增加一个糖基化位点(NES368-370)并改变NP的特性.结论 用多参数预测并统计学筛选H5N1毒株NP的B细胞表位,可以为分子免疫学研究和药物筛选提供依据.A/GD/01/06(H5N1)毒株NP氨基酸第370位(N370S)位点置换改变其抗原性,但抗原表位大小未变(SNEN367-370).     

预测的SARS冠状病毒刺突蛋白S2亚基B细胞表位肽在大肠杆菌中的表达及其抗原性的鉴定

目的研究预测的SARS冠状病毒刺突蛋白S2亚基B细胞表位肽在大肠杆菌中的表达及其模拟S2蛋白的抗原性。方法用DNAStar软件对S2亚基序列进行分析,预测B细胞表位所在肽段。通过4轮PCR反应人工搭建预测表位cDNA序列并克隆到含有伴侣10基因的pET28a( )载体中,构成重组载体pET28-chap10-S2epi。重组蛋白Chap10-S2epi在E.coliBL21(DE3)中表达并以SDS-PAGE和Westernblot进行鉴定。用纯化的chap10-S2epi免疫家兔制备抗血清,并通过ELISA判断Chap10-S2epi的抗原性。结果成功构建并在大肠杆菌中表达了Chap10-S2pei融合蛋白。Chap10-S2epi免疫的抗血清能识别真核细胞表达的SARS冠状病毒全长S2刺突蛋白。结论预测的SARS冠状病毒S2刺突蛋白B细胞表位肽能够诱导家兔产生针对S2蛋白的抗体,为研制抗SARS病毒基因工程疫苗奠定了基础。     

嗜肺军团菌MompS抗原二级结构分析及表位预测

目的分析嗜肺军团菌MompS抗原的二级结构并预测其B细胞表位,初步判断其活性多肽所在区域。方法联合运用多种方法对MompS的二级结构和表面特性,如亲水性、理化性质、可及性、免疫原性和可塑性等方面进行分析,预测其抗原表位。结果 MompS存在多个潜在抗原表位位点,可能的蛋白质抗原表位分布于三个区域：M1（353-546）、M2（1-215）、M3（216-399）。体外实验证明,所预测抗原表位区域基本能与免疫血清发生抗原特异性反应。结论应用DNA Star和胞外区在线分析软件能够成功预测MompS抗原的B细胞表位,M3区域可用于后续的活性肽表位筛选区域。     

E血清型沙眼衣原体主要外膜蛋白B细胞表位的预测

基于E血清型沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis,CT)主要外膜蛋白(Major outer membrane protein, MOMP)氨基酸序列,采用Hopp-Woods的亲水性方案、Emini表面可及性方案、Jameson-Wolf 抗原指数方案和Janin可及性方案等,辅以对MOMP蛋白的二级结构中的柔性区域及跨膜区域的分析,预测CT MOMP蛋白的B细胞表位.推测最有可能的B细胞表位位于MOMP蛋白N端第73～81区段、217～225区段、第377～386区段、第261～270区段和第161～175区段内或它们的附近.用多参数预测CT MOMP蛋白的B细胞表位,为进一步研究蛋白特性及表位疫苗研制奠定了基础.     

人类偏肺病毒F蛋白的B细胞表位预测

目的 预测人类偏肺病毒F蛋白的B细胞表位。方法综合分析二级结构、亲水性、表面可及性与抗原性指数，预测F蛋白的抗原表位。结果B细胞表位位于F蛋白N段15-28、88-102、161-189、195-202、206-213、245-257、290-299、302-309、318-334、410-419、515-526区段。结论应用多参数预测F蛋白的B细胞表位，为进一步研究蛋白特征、单克隆抗体制备及表位疫苗研制奠定了基础。     

TH线性肽对人肝素酶B细胞表位多抗原肽的免疫增强作用

目的 探讨提高人肝素酶B细胞表位肽应答效应的免疫策略.方法 预测人肝素酶蛋白B细胞表位,采用8分支多抗原肽(MAP)结构合成多肽,利用ELISA鉴定合成的MAP与肝素酶全蛋白抗体的结合反应.以MAP联合或不联合通用型TH表位线性肽免疫C57BL/6小鼠,动态检测免疫血清效价.结果 软件预测得到3个肝素酶蛋白B细胞表位,即大亚基的第1～15位(MAP1)、第279～293位(MAP2)及175～189位(MAP3)氨基酸序列.ELISA显示,MAP2多肽与全蛋白抗体的结合力明显强于MAP1及MAP3,MAP与TH线性肽联合免疫产生的抗体滴度明显高于单纯MAP免疫组.结论 生物信息学预测得到的3个表位肽均为肝素酶蛋白的B细胞优势表位,T辅助表位线性肽能显著增强MAP的免疫效应.     

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EV71P1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EV7 1P1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。