鸡MHCI分子呈递病毒多肽的晶体结构及功能研究

发布时间：2018-04-02 11:38

  本文选题：鸡　切入点：pBF2~*1201复合体　出处：《中国农业大学》2017年博士论文

【摘要】：细胞免疫应答是鸡免疫系统中的重要组成部分,其在抵御病原入侵、保护机体健康方面发挥着重要作用,其中CD8+T细胞介导的细胞毒性T淋巴细胞(Cytotoxic T lymphocytes,CTL)在抗病毒感染中扮演重要角色。CTL反应的激活是依赖主要组织相容性复合体(Major histocompatibility Complex,MHC)Ⅰ类分子将胞内降解加工的抗原多肽递呈给T细胞受体(Tcell receptor,TCR)。鸡的MHCI又称为BF2,鸡群中主要分布的等位基因包括BF2,*0201、BF2*0401、BF2*1501、BF2*2101、BF2a*1201等。然而,BF2*1201的结构与功能迄今尚未解析,其呈递病毒多肽的机理也尚未阐明。首先,本文运用大肠杆菌系统分别表达BF2*1201的胞外区、禽源β2m蛋白,将BF2*1201重链、轻链分别同致瘤(vSRC)源性及禽流感源性抗原多肽进行体外共复性,筛选到亲和力较强多肽A6(AVKGVGTMV)、P1、P2、A1以及vSRC(LPACVLEV)。根据以上数据,初步推断BF2*1201结合多肽的锚定基序为X(V/A/P/E)XX(V/I)XX(V/M)。进一步将BF2a*1201分子结合多肽的复合物进行纯化、结晶试验并最终得到BF2*1201-vSRCLV8-Chβ2m及BF2*1201-A6AV9-Chβ2m高质量的复合物晶体。然后,通过 X 光晶体衍射法解析了 BF2*1201-vSRCLV8-Chβ2m 及 BF2*1201-A6AV9-Chβ2m 复合物晶体结构,展示了 MHCI抗原结合槽的口袋氨基酸组成及抗原多肽与结合槽的作用力关系,发现BF2*1201分子中B、.C、F 口袋对结合抗原多肽较为重要。分析比较两条多肽的递呈构象,发现BF2*1201递呈九肽构象时P8位残基"代替"P9位残基,其侧链插入F 口袋中,P9位残基侧链构象伸出结合槽C端,BF2*1201分子的R83侧链向结合槽外侧摆动,形成"Open back door"式构象。这种MHCI类分子独特的结合槽C端开放式结构,在已解析的禽类MHCI类分子结构中尚属首次发现。在某种程度上,禽类MHCI可能存在对称式的多肽锚定基序(-X-----X-),锚定残基为PN+1和PC-1。利用生物信息学方法对R83进行了相关分析,发现它在大多数低等脊椎动物包括爬行类、两栖类、鱼类、禽类的MHCⅠ类分子中均保守;在哺乳类动物中为保守的Y(Tyr);在已知其他的MHC Ⅱ类分子中,对应位点也为较保守的R(Arg)。这种MHCⅠ与Ⅱ结合槽残基与多肽相互作用的保守性为证实MHCⅠ起源于MHCⅡ的假说提供了一定的证据。接着,我们将vSRCLV8和A6AV9多肽N端第2位、第5位及第8位残基分别进行了 Gly(G)的突变替代,将突变多肽分别同BF2*1201分子进行了标准化复性及蛋白的热稳定性实验,结果表明:多肽N端第2位、第5位以及第8位残基侧链变短后,多肽同目标分子结合能力下降明显,其中多肽N端第5位(P5)和第8位(P8)残基尤为重要,具有显性锚定特征。我们延长了 BF2*1201分子洗脱多肽的C端,通过复性结合实验证实了目标分子能够递呈结合C端延长突变多肽的推论。最后,结合解析的结构数据及相关文献报道,我们设计数组合适的鸡禽流感T细胞表位分别同禽流感灭活Re-6株抗原一同免疫SPF鸡群,监测免疫动物的抗体水平及相关细胞因子(IFN-γ及IL-4)表达水平变化。最终,我们发现多肽PS0804及PS0816对禽流感灭活抗原的抗体效价水平均有显著的提升作用,并且PS0804对细胞免疫应答亦有一定的促进作用。这部分工作尝试为禽流感多肽表位疫苗的研制打下了基础。综上所述,本研究首次解析了 BF2*1201分子的晶体结构,阐明了其递呈抗原多肽的机理,发现了禽类抗原结合槽的新特点及BF2*1201分子多肽锚定基序新特征;结合动物实验筛选得到有效的鸡禽流感T细胞表位,为T细胞表位在疫苗生产方面的应用总结了宝贵的经验,也为设计合适的新型禽用表位疫苗奠定理论基础。
[Abstract]:The cellular immune response plays an important role in resisting pathogen invasion and protecting organism ' s health , in which CD8 + T cell - mediated cytotoxic T lymphocytes ( CTL ) plays an important role in antiviral infection . The activation of CTL response is dependent on the major Histocompatibility Complex ( MHC ) class 鈪，

本文编号：1700259