肉毒毒素E型重链的生物信息学分析.doc

《肉毒毒素E型重链的生物信息学分析.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、肉毒毒素E型重链的生物信息学分析作者：赵国杰，郝凤进，关一夫【摘要】目的：分析肉毒毒素E型重链（BoNT/EHC）的抗原表位及空间结构。方法：利用在线生物信息学分析工具以及其它分析软件分析重链蛋白的抗原表位和空间结构。结果：预测并显示了肉毒毒素E型重链的空间结构图，以及9个可能的重链的B细胞抗原表位，静电势图揭示了重链分子结构域的两性特点。结论：抗原表位的预测对于E型肉毒毒素相关诊疗试剂的开发有指导意义，而结构域的极性分析提示其等电点的不同可能在pH介导的穿膜中起了作用。【关键词】肉毒毒素类；抗原；表位，B淋巴细胞；氨基酸序列；

2、基因重排，B淋巴细胞，重链BioinformaticAnalysisofBotulinumNeurotoxin［Abstract］Objective:ToanalyzebotulinumneurotoxintypeEheavychain(BoNT/EHC)antigenepitopesanditsspatialstructure.Methods:Onlinebioinformaticanalysistoolsandsomeotheranalysissoftwareswereused.Results:Tertiarystructu

3、reofBoNT/EHCchainwasanticipatedanddemonstrated.NinepossibleantigenepitopesoftheHCwerepredicted,andelectricalpotentialmaprevealedtheamphotericdomainsoftheHC.Conclusions:ThepredictingofantigenepitopesisofimportancetotheexploitingofBONT/Erelatedagents,anddomainanalysiss

4、uggestsdomain′spIisimportanttopHmediatedmembrane-passing.［Keywords］botulinumtoxins;antigens;epitopes,B-lymphocyte;aminoacidsequence;generearrangement,B-lymphocyte,heavychain　　肉毒毒素是肉毒梭菌分泌的外毒素，具有抑制外周神经末梢释放胆碱神经递质，麻痹肌肉的毒性作用，微克量级的毒素可致成人死亡，它被认为是已知的毒性最强的物质。肉毒毒素根据血清型分为A、B、C、

5、D、E、F和G7个类型，对人类常见的致病血清型主要是A、B和E型。对于肉毒毒素的结晶和结构分析的相关研究主要集中在A、B两型，而且各型抗原性差别主要在于重链，尤其是受体结合结构域。2007-2008年，利用生物信息学技术，对E型重链的三级结构以及抗原表位进行了分析，判定其潜在的抗原表位，为E型肉毒毒素相关的诊疗试剂的开发提供理论依据。同时，在肉毒毒素中毒机理的相关研究中，分析了BoNT/EHC（heavychain）的不同结构域的等电点，绘制出三维的静电势图像，显示了组成HC的2个结构域的酸碱双极性，提示在pH诱导的穿膜机制中，

6、这种不同亚基的等电点和静电势的差异是重要的分子理化基础。1材料与方法51.1BoNT/EHC蛋白的氨基酸序列及结构分析　　从NCBI网站GenBank获取全长BoNT/E型肉毒毒素的氨基酸序列（GenBankaccessionnumberCAA44558）［1］。第一位M翻译后被切去，其全长共1251个aa，近前1/3位置处的G419-R421三肽被蛋白酶切去后，单链蛋白分为轻重2条肽链，其中重链编码830个氨基酸（K422~K1251），轻链编码418个氨基酸（P1~K418）［2］。轻链和重链通过二硫键而连接在一起。重链的氨

7、基酸序列如图1所示。1.2BoNT/EHC的基本理化性质使用anthewin软件分析BoNT/EHC全长，以及2个各约50kD的结构域，即重链N末端的跨膜转运结构域HN(K1~Y408)和重链C末端的神经细胞特异性结合结构域HC(T409~K830)的等电点。1.3BoNT/EHC的抗原表位预测　　使用anthewin软件系统分析，采用其中的GOR算法，预测二级结构，寻找转角易形成区域；采用Hopp&Woods算法，进行亲水性预测，预测蛋白质中的亲水区域；采用Boger&al.算法，进行可及性预测，预测蛋白质中的

8、溶剂可及性区域；采用Parker方案，进行抗原性指数分析，分析抗原性。对各个参数的结果进行综合分析，最后确定B细胞表位的可能位点［3］。1.4BoNT/EHC的空间结构预测　　利用在线的SWISS-MODEL软件进行3级结构的同源建模，预测蛋白质的空间构象，并通