一种B细胞构象表位预测方法的建立及初步应用

发布时间：2018-12-10 07:26

【摘要】： B细胞表位预测是当前免疫学研究不可缺少的内容。目前,B细胞表位的预测方法主要基于抗原蛋白的氨基酸一级结构,根据抗原蛋白的结构特点、氨基酸的理化性质等指标进行表位预测。但基于抗原蛋白的氨基酸一级结构预测B细胞表位的准确性往往不高,而分子对接是目前发展起来的用于研究蛋白质间相互作用的方法,其主要根据蛋白质相互作用界面的形状互补理论。基于分子对接的方法,本文旨在建立一种新的B细胞表位预测方法。本文的研究内容主要包括B细胞表位数据库的建立、异源抗体对接预测禽流感病毒(A/Aichi/2/68(H3N2))血凝素B细胞表位的可行性分析、B细胞表位预测方法的建立、GD/1/96 HA B细胞表位的预测及其与SX/2/06 HA抗原性差异分析。本研究首先对PDB数据库中抗原抗体复合物晶体结构进行搜索、筛选,最终获得含62个抗原抗体复合物晶体结构的数据集,并对这个数据集中抗原抗体复合物晶体结构的表位特征如表位的类型、大小、面积、表位富含的氨基酸以及表位的二级结构进行了统计和描述。结果表明:数据集中所有的B细胞表位均为构象表位,约80%的B细胞表位是由跨越600-1000埃面积的13-21个氨基酸组成,表位富含极性氨基酸及带电荷的氨基酸,且构成表位的氨基酸的二级结构多为loop结构。其次,使用异源抗体的晶体结构同流感病毒血凝素(A/Aichi/2/68(H3N2))的晶体结构进行刚性分子对接,预测其表位,并与其自身表位进行RMSD分析,从而探索使用这种方法预测B细胞表位的可能性,结果表明最佳的对接构象与原晶体结构重叠后表位残基C-α原子的均方根偏差均小于0.6埃,表位氨基酸预测的准确性大于60%,说明异源抗体对接方法可以尝试用于B细胞构象表位的预测。然后,把表位特征包括亲水性、表面可及性、抗原性、可塑性、二级结构、富含的氨基酸及保守性与异源抗体对接结合起来,建立了一套预测B细胞表位的方法,并使用该方法对抗原抗体复合物数据集中的五个已知表位的抗原进行了B细胞预测,计算了其预测表位的特异性、敏感性、及相应的阈值,结果表明,在特异性分别为70%、75%、80%、85%、90%的情况下,敏感性为60.5%、48.8%、36.7%、30.9%、20.2%,阈值为0.34、0.36、0.39、0.42、0.47。在本文中确定0.36为阈值,相关的特异性和敏感性分别为75%和48.8%。最后,使用本文建立的B细胞表位预测方法对GD/1/96 HA进行B细胞表位的预测。结果表明53R、66M、69E、72N、84S、86A、87N、115Q、119K、120S、121S、123S、126D、128S、129S、131V、133S、136P、137Y、138H、139G、140R、141S、152K、153K、154N、155S、161K、162R、167T、169Q、185A、189K、194P、218K、220N、221G、236N、268E、270E这些位点可能构成GD/1/96HA的B细胞表位,并且这些位点在GD/1/96HA的空间结构上聚为五类。结合GD/1/96HA的B细胞表位预测结果及GD/1/96HA与SX/2/06的序列比对结果,从氨基酸性质及空间位阻入手对这两个抗原性发生改变的毒株的差异氨基酸进行分析,结果表明,Q115K、P136S、H138L、S141P、S155N、R162V、A185T、K218Q可能是引起GD/1/96与SX/2/06抗原性发生改变的原因。本研究中建立的B细胞表位预测方法、对GD/1/96株流感病毒HA表位的预测结果及GD/1/96与SX/2/06HA抗原性差异分析可以为实验提供参考。
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【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R392

【引证文献】