陳曉+李欣芹

【摘要】目的：預測西尼羅病毒E蛋白的B 細胞表位。方法：根據(jù)西尼羅病毒E蛋白基因組序列，采用Kyte-Doolittle 的親水性方案、Emini 方案和Jameson-Wolf 抗原指數(shù)方案，輔以對E蛋白的二級結(jié)構(gòu)中的柔性區(qū)域的分析，預測西尼羅病毒E蛋白的B 細胞表位。結(jié)果：最后推測西尼羅病毒E蛋白的B細胞表位最有可能位于N端第35-42，147-156，191-198，226-249，329-337，375-382區(qū)段，另外E蛋白N端第275-284，313-320，396-403區(qū)段也可能存在B細胞表位。結(jié)論：應用多參數(shù)預測E蛋白的B 細胞表位，為進一步研究西尼羅病毒的蛋白特征、研制疫苗和制備單克隆抗體奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】西尼羅病毒；E蛋白；B 細胞表位

【中圖分類號】R373.9 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-6851（2017）06-0-01

1.材料與方法

1.1 西尼羅病毒Chin-01株E蛋白氨基酸序列

根據(jù)西尼羅病毒Chin-01株基因序列（Accession Number： AY490240）推導出E蛋白氨基酸序列，共有501個氨基酸殘基（圖1）。

1.2 西尼羅病毒E蛋白的二級結(jié)構(gòu)預測

采用Garnier-Robson方案、Chou-Fasman方案和Karplus-Schulz方案預測蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，各參數(shù)的意義參見文獻[1]。

1.3 西尼羅病毒E蛋白B細胞表位預測

采用Kyte-Doolittle方案預測西尼羅病毒E蛋白親水性。采用Emini方案預測西尼羅病毒E蛋白表面可及性。采用Jameson-Wolf 方案預測西尼羅病毒E蛋白抗原性指數(shù)。各參數(shù)的意義參見文獻[2]。對上述方案綜合比較分析，結(jié)合吳玉章[3]建立的20 種殘基抗原性指數(shù)（Antigenic Index， AI）對預測的表位進行綜合評判。

2.結(jié)果

2.1 西尼羅病毒E蛋白的二級結(jié)構(gòu)預測結(jié)果

Garnier-Robson方案、Chou-Fasman方案和Karplus-Schulz方案預測的E蛋白二級結(jié)構(gòu)結(jié)果不盡相同（參見圖2～圖4）。

將Garnier-Robson方案和Chou-Fasman方案預測的α螺旋區(qū)域和β折疊區(qū)域進行比較，兩種方案同時預測的區(qū)域形成西尼羅病毒E蛋白α螺旋和β折疊的可能大。將Garnier-Robson方案、Chou-Fasman方案和Karplus-Schulz方案預測的柔性結(jié)構(gòu)區(qū)域進行比較，三種方案同時預測的區(qū)域形成西尼羅病毒E蛋白二級結(jié)構(gòu)柔性結(jié)構(gòu)的可能大。

綜合分析提示西尼羅病毒E蛋白的柔性結(jié)構(gòu)區(qū)域位于N端第8， 15-17， 27， 36-38， 100-101， 103-104， 109-112， 145-147， 152-155， 173， 175， 181， 192-195， 226-230， 257， 276-277， 298-299， 317-320， 334-335， 377-381， 389， 399-401， 430-432， 439區(qū)段，這些區(qū)域較容易形成B細胞表位。

2.2 西尼羅病毒E蛋白的B細胞表位預測結(jié)果

按Kyte-Doolittle方案預測西尼羅病毒E蛋白親水性，按Emini方案預測西尼羅病毒E蛋白表面可及性以及按Jameson-Wolf 方案預測西尼羅病毒E蛋白抗原性指數(shù)的結(jié)果參見圖5～圖7。

對蛋白的親水性、表面可及性和抗原性指數(shù)篩選出的區(qū)段進行分析，若其內(nèi)部或附近區(qū)段又具有柔性結(jié)構(gòu)，則較有可能為B細胞表位。綜合分析上述預測結(jié)果，選取具有較好親水性、表面可及性和較高抗原性指數(shù)且在二級結(jié)構(gòu)上含有易形成抗原表位的轉(zhuǎn)角和不規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)的區(qū)段，最后推測西尼羅病毒E蛋白的B細胞表位可能位于N端第5-13， 35-42， 147-156， 172-184， 191-198， 226-249， 275-284， 286-300， 313-320， 329-337， 375-382， 387-394， 396-403區(qū)段。

3.討論

近年來，西尼羅病毒所引起的感染性疾病在許多國家暴發(fā)流行，引起了人類的恐慌和巨大的經(jīng)濟損失。西尼羅病毒在一些地區(qū)已經(jīng)演變成一種致命的季節(jié)性傳染病，夏天開始發(fā)作，一直延續(xù)到秋天。目前西尼羅病毒廣泛分布于非洲、歐洲、澳洲、亞洲、中東、北美、加勒比海和中美洲及南美洲等地。病毒感染潛伏期通常為2～14天，人類感染西尼羅病毒后大多數(shù)沒有癥狀為隱性感染（60%～80%），少部分表現(xiàn)為西尼羅熱（20%～40%），極少數(shù)發(fā)展成嚴重的神經(jīng)系統(tǒng)感染性疾?。?lt;1%），如西尼羅腦膜炎、西尼羅腦炎、急性弛緩性麻痹等，甚至死亡。西尼羅病毒（Chin-01株）包膜蛋白E，全長501個氨基酸，位于病毒顆粒表面，在病毒吸附、與宿主細胞膜融合以及病毒組裝過程中具有重要的作用。對E蛋白的結(jié)構(gòu)與功能研究，有助于我們了解西尼羅病毒與宿主細胞間的相互作用和致病的分子機制，為西尼羅病毒病的特異性診斷、疫苗研究和抗病毒藥物的設(shè)計提供理論依據(jù)。

蛋白質(zhì)抗原表位分析是研究抗原抗體反應機制的基礎(chǔ)，是研制多肽疫苗和新型藥物的依據(jù)。隨著分子免疫學與免疫信息學的發(fā)展，人們根據(jù)與抗原表位有關(guān)蛋白質(zhì)的序列或結(jié)構(gòu)特征建立了很多方法，實現(xiàn)對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的預測。目前常用的B細胞蛋白抗原表位預測方法包括親水性方案、可及性方案、抗原性方案、二級結(jié)構(gòu)預測方案等。本研究聯(lián)合采用Garnier-Robson方案、Chou-Fasman方案和Karplus-Schulz方案對西尼羅病毒E蛋白的二級結(jié)構(gòu)進行預測。將前兩種方案共同預測的α螺旋和β折疊區(qū)域視為西尼羅病毒E蛋白可能的α螺旋和β折疊區(qū)；將三種方案共同預測的柔性結(jié)構(gòu)區(qū)域視為西尼羅病毒E蛋白可能的柔性結(jié)構(gòu)區(qū)。由于α螺旋、β折疊的化學鍵鍵能較高、結(jié)構(gòu)牢固、不適合作為抗原表位，而β轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲是比較松散的結(jié)構(gòu)，易于發(fā)生形變，以突出到蛋白表面，有利于與抗體結(jié)合，因此這些柔性結(jié)構(gòu)區(qū)域有成為抗原表位的可能性[4]。再根據(jù)Kyte-Doolittle親水性方案、Emini表面可及性方案和Jameson-Wolf 抗原性指數(shù)方案分別預測西尼羅病毒E蛋白的B細胞抗原表位，選取具有較好親水性、表面可及性和較高抗原性指數(shù)且在二級結(jié)構(gòu)上含有易形成抗原表位的轉(zhuǎn)角和不規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)的區(qū)段，輔以吳玉章建立的20 種殘基抗原性指數(shù)對預測的表位進行綜合評判。最后推測西尼羅病毒E蛋白的B細胞表位最有可能位于N端第35-42， 147-156， 191-198， 226-249， 329-337， 375-382區(qū)段，即這些區(qū)段為B細胞表位的優(yōu)勢區(qū)段。另外E蛋白N端第275-284， 313-320， 396-403區(qū)段也可能存在B細胞表位。

本研究對西尼羅病毒E蛋白的B細胞表位進行了初步篩選，為西尼羅病毒的疫苗的研制和單克隆抗體的制備奠定了基礎(chǔ)。由于抗原表位還與蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，目前應用的以氨基酸為基礎(chǔ)的預測方法存在一定的局限性，需要通過進一步的實驗結(jié)果對預測的B細胞表位加以驗證。

參考文獻

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