高翔

2020年12月，青島大學(xué)附屬醫(yī)院變態(tài)反應(yīng)科高翔與中國(guó)海洋大學(xué)食品工程學(xué)院李振興、于闖等研究者在JournalofAgriculturalandFoodChemistry聯(lián)合發(fā)表封面文章“Purification, characterization, and Three-Dimensional structure prediction of paramyosin, a Novel allergen ofRapanaVenosa”[1]，揭示在海螺過(guò)敏反應(yīng)患者中發(fā)現(xiàn)來(lái)自脈紅螺R.venosa的相對(duì)分子質(zhì)量為99 000的新型海螺過(guò)敏原。該新型海螺過(guò)敏原目前已被WHO IUIS過(guò)敏原數(shù)據(jù)庫(kù)收錄。

1 研究摘要

在這項(xiàng)研究中，從海螺R.venosa中純化了相對(duì)分子質(zhì)量為99 000的過(guò)敏原蛋白，并通過(guò)質(zhì)譜法確定為副肌球蛋白(paramyosin,PM)?？寺.venosaPM的全長(zhǎng)cDNA，其編碼859個(gè)氨基酸殘基，并在軟體動(dòng)物中具有較高的同源性。根據(jù)圓二色譜、傅立葉紅外、2D和3D結(jié)構(gòu)分析，PM和原肌球蛋白(tropomyosin,TM)都是保守的蛋白質(zhì)，主要由α-螺旋結(jié)構(gòu)組成。這些結(jié)果對(duì)于更好地了解海螺過(guò)敏患者的過(guò)敏反應(yīng)和過(guò)敏診斷具有重要意義。

2 海螺過(guò)敏原組分識(shí)別

文中海螺過(guò)敏患者來(lái)自青島大學(xué)附屬醫(yī)院變態(tài)反應(yīng)科門(mén)診?；颊咴谶M(jìn)食海螺后出現(xiàn)顏面水腫、全身皮疹、呼吸困難、腹痛、惡心嘔吐，最嚴(yán)重一例出現(xiàn)過(guò)敏性休克。對(duì)海螺肌原纖維蛋白與過(guò)敏患者血清進(jìn)行IgE識(shí)別,發(fā)現(xiàn)血清樣本(1、2、4和5號(hào))均與相對(duì)分子質(zhì)量為99 000的條帶有IgE結(jié)合，而相對(duì)分子質(zhì)量為35 000(TM)與血清樣品(第2、3和5號(hào))反應(yīng)，因此推測(cè)相對(duì)分子質(zhì)量為99 000蛋白是海螺R.venosa中的一種新型過(guò)敏原(圖1)。

3 過(guò)敏原的純化與鑒定

將海螺蛋白提取物充分透析，上樣于羥基磷灰石柱層析得到純化的單一蛋白，SDS-PAGE 結(jié)果顯示該蛋白相對(duì)分子質(zhì)量約為 99 000。利用海螺過(guò)敏患者血清及兔抗海螺PM對(duì)純化的蛋白進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示海螺PM 存在較強(qiáng)的致敏性(圖2)。對(duì)海螺PM酶解片段進(jìn)行質(zhì)譜鑒定，發(fā)現(xiàn)海螺PM 質(zhì)譜片段與福壽螺PM部分序列同源性達(dá)100%，表現(xiàn)出極高一致性。

4 PM三維結(jié)構(gòu)模擬

通過(guò)Robetta法計(jì)算得到蛋白的三維結(jié)構(gòu)PM1，模型結(jié)構(gòu)符合構(gòu)象規(guī)則，模型較為可靠和合理(圖3)。PM的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)表明，軟體動(dòng)物與扁形動(dòng)物親緣關(guān)系更近，而節(jié)肢動(dòng)物則形成了獨(dú)特的集群。

5 WHO IUIS數(shù)據(jù)庫(kù)收錄新型海螺過(guò)敏原

該研究首次報(bào)道了來(lái)自R.venosa的相對(duì)分子質(zhì)量99 000的新型過(guò)敏原，獲取到PM的cDNA全長(zhǎng)序列，并表征了其理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。此外，構(gòu)建PM三維空間結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步分析PM蛋白的保守性。目前，本研究揭示的新型海螺過(guò)敏原已經(jīng)被WHO IUIS數(shù)據(jù)庫(kù)收錄，命名為Rap v 2(圖4)，這對(duì)于我國(guó)海鮮過(guò)敏原研究具有重要意義。

圖 3 PM二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)及三維結(jié)構(gòu)建模[1]A：PM 二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)； B：Robetta法得到的3D結(jié)構(gòu)模型(PM1)；C：模型質(zhì)量；D：可靠性評(píng)價(jià)Ramachandran及ERRAT圖；E：I-TASSER法得到的3D結(jié)構(gòu)模型(PM2)、F：模型質(zhì)量及可靠性評(píng)價(jià)；G：Ramachandran及ERRAT圖

圖 4 WHO IUIS數(shù)據(jù)庫(kù)收錄新型海螺過(guò)敏原Rap v 2 [1]

海鮮過(guò)敏是一種常見(jiàn)的過(guò)敏反應(yīng)，在中國(guó)沿海地區(qū)發(fā)生尤多。引起魚(yú)過(guò)敏的主要過(guò)敏原是小清蛋白(parvalbumin)，而引起蝦過(guò)敏的主要是原肌球蛋白(tropomyosin)[2]。而且原肌球蛋白作為一種泛變應(yīng)原(panallergen)存在于許多無(wú)脊椎動(dòng)物體內(nèi)，如甲殼綱動(dòng)物(蝦與蟹)、軟體動(dòng)物(牡蠣、扇貝、章魚(yú)、鮑魚(yú)、海螺、蚌、蟶子)、蟑螂和螨蟲(chóng)等[3]。副肌球蛋白也是海鮮過(guò)敏原的一種，其他還有肌球蛋白輕鏈、肌漿鈣結(jié)合蛋白等。值得注意的是，有時(shí)食用海鮮后發(fā)生的瘙癢、流涕、蕁麻疹等過(guò)敏表現(xiàn)，并不一定是海鮮過(guò)敏原所誘發(fā)，更有可能是不新鮮的海鮮中組胺含量較高所導(dǎo)致的[4]。

副肌球蛋白(PM)作為一種極其重要的功能蛋白和軟體動(dòng)物的潛在過(guò)敏原，應(yīng)引起更多關(guān)注。因此，這項(xiàng)研究將增進(jìn)對(duì)R.venosaPM的理解，并為評(píng)估軟體動(dòng)物過(guò)敏的風(fēng)險(xiǎn)和增強(qiáng)過(guò)敏診斷提供指導(dǎo)。