新型冠状病毒棘突蛋白免疫原性分析及其多肽疫苗设计研究

发布时间：2020-11-09 01:03

　　 目的:分析新型冠状病毒(SARS-CoV-2)表面棘突蛋白的结构和B细胞表位。方法:首先利用Protparam对SARS-CoV-2棘突蛋白的物理化学性质特征进行分析。随后通过Clustal软件,对SARS-CoV-2和SARS-CoV棘突蛋白中的功能区域进行分析,并结合同源模拟,明确棘突蛋白的空间结构和折叠特征。综合DNAStar、ABCpred和BepiPred结果,筛选SARS-CoV-2棘突蛋白的线性B细胞表位,同时利用ElliPro、DiscoTope、SEPPA对棘突蛋白的构象B细胞表位进行综合预测。结果:通过同源模拟,SARS-CoV-2的棘突蛋白是同源三聚体结构,并且与SARS-CoV的棘突蛋白相似,也具有两种受体结合区域构象。通过综合多种免疫信息学工具及进一步筛选,11条线性表位(B9-B14和B27-B31)及5条构象表位(CB4-CB8)被筛出。结论:本研究筛选出的SARS-CoV-2棘突蛋白的16条B细胞表位,包括11条线性表位(B9-B14和B27-B31)及5条构象表位(CB4-CB8),可作为潜在的新型冠状病毒肺炎免疫原疫苗研发的候选表位。
【部分图文】：

对SARS-CoV-2 S蛋白的构象表位分析中,EliiPro共得出14条分值高于0.8且最大距离不超过5埃的表位。此外,通过DiscoTope 1.1和SEPPA 3.0分别鉴定出184和235个表位残基。整合这三种方法,共获得9条构象B细胞表位:72-75、(146-147)-(149-155)、246-257、(404-409)-(413-414)、443-448、458-463、474-481、498-506、556-571,相应的氨基酸序列见表2,其中3条表位CB1-CB3位于S蛋白NTD区域,5条表位C4-C8位于RBD区域(图3B)。图2 SARS-CoV-2 S蛋白的空间结构

图1 SARS-CoV-2与SARS-CoV S蛋白的氨基酸序列比对结果表1 线性B细胞表位筛选结果 Name Position(start-end) Amino acid sequence Name Position(start-end) Amino acid sequence B1 73-81 TNGTKRFDN B17 602-609 TNTSNQVA B2 94-100 STEKSNI B18 634-645 RVYSTGSNVFQT B3 110-115 LDSKTQ B19 652-661 GAEHVNNSYE B4 146-160 HKNNKSWMESEFRVY B20 674-689 YQTQTNSPRRARSVAS B5 204-208 YSKHT B21 689-704 SQSIIAYTMSLGAENS B6 251-257 PGDSSSG B22 741-749 YICGDSTEC B7 280-285 NENGTI B23 772-780 VEQDKNTQE B8 312-320 IYQTSNFRV B24 807-818 PDPSKPSKRSFI B9 354-362 NRKRISNCV B25 883-889 TSGWTFG B10 402-406 IRGDE B26 931-946 IGKIQDSLSSTASALG B11 415-419 TGKIA B27 1 084-1 091 DGKAHFPR B12 439-444 NNLDSK B28 1 117-1 127 TDNTFVSGNCD B13 476-483 GSTPCNGV B29 1 157-1 164 KNHTSPDV B14 526-540 GPKKSTNLVKNKCVN B30 1 180-1 186 QKEIDRL B15 552-556 LTESN B31 1 191-1 196 KNLNES B16 565-579 FGRDIADTTDAVRDP

表1 线性B细胞表位筛选结果 Name Position(start-end) Amino acid sequence Name Position(start-end) Amino acid sequence B1 73-81 TNGTKRFDN B17 602-609 TNTSNQVA B2 94-100 STEKSNI B18 634-645 RVYSTGSNVFQT B3 110-115 LDSKTQ B19 652-661 GAEHVNNSYE B4 146-160 HKNNKSWMESEFRVY B20 674-689 YQTQTNSPRRARSVAS B5 204-208 YSKHT B21 689-704 SQSIIAYTMSLGAENS B6 251-257 PGDSSSG B22 741-749 YICGDSTEC B7 280-285 NENGTI B23 772-780 VEQDKNTQE B8 312-320 IYQTSNFRV B24 807-818 PDPSKPSKRSFI B9 354-362 NRKRISNCV B25 883-889 TSGWTFG B10 402-406 IRGDE B26 931-946 IGKIQDSLSSTASALG B11 415-419 TGKIA B27 1 084-1 091 DGKAHFPR B12 439-444 NNLDSK B28 1 117-1 127 TDNTFVSGNCD B13 476-483 GSTPCNGV B29 1 157-1 164 KNHTSPDV B14 526-540 GPKKSTNLVKNKCVN B30 1 180-1 186 QKEIDRL B15 552-556 LTESN B31 1 191-1 196 KNLNES B16 565-579 FGRDIADTTDAVRDP表2 构象B细胞表位筛选结果 Name Position(start-end) Amino acid sequence CB1 72-75 GTNG CB2 (146-147)-(149-155) (HK)-(NKSWMES) CB3 246-257 RSYLTPGDSSSG CB4 (404-409)-(413-414) (GDEVRQ)-(GQ) CB5 443-448 SKVGGN CB6 458-463 KSNLKP CB7 474-481 QAGSTPCN CB8 498-506 QPTNGVGYQ CB9 556-571 NKKFLPFQQFGRDIAD
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本文编号：2875638