基于HIV-1包膜蛋白gp41近膜端外区分支抗原肽免疫活性及结构的初步研究

发布时间：2017-11-05 10:01

  本文关键词：基于HIV-1包膜蛋白gp41近膜端外区分支抗原肽免疫活性及结构的初步研究

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【摘要】：近年多个研究团队研究发现针对HIV-1gp41近膜外区（membrane-proximalexternal region, MPER）是诱导产生三个强广泛中和抗体（broadly neutralizingantibody, bnAbs），，4E10，2F5和Z13表位的主要靶点。MPER是高度保守的色氨酸富集区，参与病毒感染不同进程，尤其在HIV与细胞的膜融合过程中发挥重要作用。因此，以MPER为基础设计免疫原诱导产生4E10和2F5类广泛中和抗体对预防艾滋病，研究治病机理具有重要意义。 本论文依据MPER能够形成三聚体结构域，并且可能为膜融合前构象，采用多抗原肽系统（multiple antigen peptide system, MAPs），设计并合成两种针对新型四分支肽免疫原，4E10-和2F5-MAP4。鉴于先前研究表明Ⅰ型-turn或α-helical构象约束型免疫原不能诱导bnAbs，合成肽免疫原未采用额外化学约束，以相对刚性的赖氨酸分支为核心和柔性表位为支链。并对其抗原性、免疫原性、中和活性及构象进行表征。 通过HPLC，质谱和Tricine-SDS-PAGE等技术对分支肽免疫原进行检测。电泳结果显示条带纯度大于90%，分子量约10kD；HPLC分析进一步验证免疫原的纯度；质谱分析结果分子量分别为9687.52Da和10056.20Da，与理论值相符。Western-Blot分析抗原性结果表明，4E10-或2F5-MAP4可以特异性地与相应单克隆抗体4E10-或2F5结合，具有特异性抗原表位。以上结果初步证明设计和合成的多肽免疫原具有抗原性。 ELISA结果显示，辅以佐剂（油佐剂），小鼠和豚鼠免疫4E10-和2F5-MAP4分支肽免疫原后，免疫血清可特异性结合4E10、2F5表位，滴度都可达103～105。HIV中和活性实验分析豚鼠血清发现，与含相应表位偶联KLH蛋白比较，4E10和2F5-MAP4都具有中和HIV-1的能力。4E10-MAP4免疫混合血清，可以中和我国南方代表性流行HIV-1病毒株BC亚型，C亚型，B亚型和AE亚型。其中，B亚型的中和能力较弱，而BC和AE亚型（S91-2）具有强中和活性。2F5-MAP4混合血清对BC亚型具有强中和活性，而对B亚型，C亚型和AE亚型有一定中和活性。 这些结果令人兴奋，初步证实以MPER为基础的合成分支肽类免疫原诱导抗HIV-1广谱中和活性的可行性。但依据实验免疫原仍需要进一步优化，如提高免疫原性，增强中和活性和扩宽广谱性等。优化免疫原首先需要了解已有免疫原结构，在原有设计基础上进行改进。因此,通过圆二色性、傅里叶红外色谱分析及结构计算模拟，对4E10-和2F5-MAP4的结构进行表征。 圆二色性分析表明，分支结构设计使分子构象更加复杂化，与线性肽比较，由于柔性表位聚集和表位分支链间相互作用，4E10-和2F5-MAP4具有典型的蛋白质二级结构构象；而且4E10-和2F5-MAP4中α螺旋和β折叠结构比例随溶剂极性变化而变化。傅里叶红外分析也证明了4E10-和2F5-MAP4存在二级结构构象。依据已发表HIV-1gp41中MPER相应晶体结构，通过Gromacs/DiscoveryStudio等计算模拟模块，对4E10-和2F5-MAP4的三维结构进行同源模建和推算。结果显示4E10-和2F5-MAP4在溶剂条件下，具有复杂的三维结构，延长模拟运算时间可以使模拟的构象更加接近天然状态。结构学研究结果揭示分支肽二级结构组成可能是诱导产生中和抗体的关键，可作为免疫原结构的优化提供依据 本论文以基于MPER表位为分支设计的4E10-和2F5-MAP4，并且可以有效诱导豚鼠产生针对HIV-1的广谱中和抗体。4E10-和2F5-MAP4具有典型的蛋白质二级结构构象，并且可能是诱导广谱中和抗体的关键。该研究也为分支肽结构表征搭建研究平台，为分支肽免疫原结构优化提供基础。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R392

【参考文献】

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1 黄银霞,董小平;PrP~C转化成PrP~(Sc)的影响因素研究进展[J];国外医学.病毒学分册;2005年03期

本文编号：1143670