鸽毛滴虫黏附蛋白AP33的理化特性与抗原性分析及细胞表位预测

陈文杰 杭柏林 刘保国 杨洋 刘莉莉 郭佳佳 宁春妹

摘要：为了解鸽毛滴虫黏附蛋白AP33的理化特性、抗原性和细胞表位的特性，通过在线工具和软件分析了鸽毛滴虫黏附蛋白AP33的理化特性、二级结构、抗原性、T细胞表位和B细胞表位。结果表明，鸽毛滴虫黏附蛋白AP33为分子质量较大、带正电荷、稳定的微疏水性蛋白，二级结构复杂，有较好的抗原性，有10条B细胞表位和14条T细胞表位，其中有4条重叠的多肽是B细胞表位和T细胞表位中的优势多肽，有5条交叉重叠的多肽是T细胞表位中的优势多肽。说明鸽毛滴虫黏附蛋白AP33能刺激机体产生细胞免疫应答和体液免疫应答，优势表位多肽将为抗鸽毛滴虫的表位疫苗研究奠定基础。

关键词：鸽毛滴虫;黏附蛋白;抗原性;细胞表位;生物信息学

中图分类号： S852.72  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）24-0163-04

鸽毛滴虫（Trichomonas gallinae）是一种可以感染鸽、鸡等多种禽类的原虫，引起鸽的疾病称为鸽毛滴虫病（Trichomoniasis）或鸽癀[1-2]。鸽毛滴虫病呈世界性分布，是鸽子的一种常见病[3]。因在鸽群中常常连绵不断，造成的经济损失巨大，鸽毛滴虫病也被认为是鸽子的一种重大疾病[4]。目前，主要通过药物（中药和西药）和生物安全措施进行鸽毛滴虫病的治疗和预防[5-7]。但是，鸽毛滴虫的耐药性虫株逐渐出现[8]，同时某些西药如甲硝唑因毒副作用被禁止用于动物[9]。因此，必须寻找新的方法用来预防鸽毛滴虫病。疫苗免疫是预防传染病最好的方法。目前，还没有用来预防鸽毛滴虫病的商业性疫苗，但已有全虫灭活疫苗和重组亚单位疫苗研究的报道[10-11]。罗锋研究证实，以鸽毛滴虫黏附蛋白AP33制备的重组亚单位疫苗具有较好的免疫保护性[11]。

表位疫苗是利用结构生物学、分子生物学和免疫学等学科知识筛选抗原表位，构建串联表位基因，表达、纯化后与某些免疫增强剂联合使用的一种疫苗[12]，具有安全性好、成本低等优点。本研究利用生物信息学方法分析了鸽毛滴虫黏附蛋白AP33的理化特性、二级结构、抗原性和细胞表位等特征，对深入研究鸽毛滴虫黏附蛋白AP33的生物学功能具有重要意义，并为预防鸽毛滴虫病候选疫苗的细胞表位筛选和表位疫苗研究提供候选靶标。

1 材料与方法

1.1 试验材料

鸽毛滴虫黏附蛋白AP33氨基酸序列来自文献[11]，共有309个氨基酸，其氨基酸序列为MLSSSFERNIHQPLLFIDKDTRVVIQGIGNQGQFHSRLMRQYGTKVVGAVHPKKSGTIIAGLPIFKDMKEVVKKTDANASLIFVPAPGAAQACIDAAKAGMGLVVCITEHIPQHDMIKVKKVMKETGCQLIGPNCPGLIQPGTHTKLGIIPTSIFANGKIGVVSRSGTLTYEAAFATTLAGLGQSTVVGIGGDPFAGQLHTDVVKRFAADPKTEGIILIGEIGGTSEEDAAEWIAKNQLCKEKPVVAFIAGATAPPGKRMGHAGAIVSGGKGTAEGKYKALEAAGVRIARHPGNMGKFIFEEMKRMGKI。

1.2 试验方法

用DNAStar软件中的Protean工具分析蛋白的抗原性，用ProtParam工具 （https：//web.expasy.org/protparam/）分析蛋白的理化特性，用npsa-prabi工具（https：//npsa-prabi.ibcp.fr/NPSA/npsa_sopma.html）分析蛋白的二级结构，用T cell class I pMHC immunogenicity predictor工具（http：//tools.immuneepitope.org/immunogenicity/）分析蛋白的免疫反應能力，用Antibody Epitope Prediction工具（http：//tools.immuneepitope.org/bcell/）分析蛋白的B细胞表位，用CD4 T cell immunogenicity prediction工具（http：//tools.immuneepitope.org/CD4episcore/）分析蛋白的CD4 T细胞表位。

2 结果与分析

2.1 鸽毛滴虫黏附蛋白AP33的理化特性

通过ProtParam工具分析，可以得到蛋白的一些理化特性。经过分析，鸽毛滴虫黏附蛋白AP33有309个氨基酸，由20种氨基酸构成，分子式为 C1 447H2 356N404O413S15，有25个带负电荷的氨基酸[天冬氨酸（Asp）+谷氨酸（Glu）]，有37个带正电荷的氨基酸[精氨酸（Arg）+赖氨酸（Lys）];分子质量为32 501.98 u，等电点（pI）为9.5;预测的半衰期：30 h（哺乳动物网状细胞，体外），>20 h（酵母，体内），>10 h（大肠杆菌，体内）;不稳定指数（Ⅱ）为23.52，表明AP33蛋白为稳定蛋白;脂肪性指数为89.39，GRAVY指数为0.031，表明AP33蛋白为微疏水性蛋白。

2.2 鸽毛滴虫黏附蛋白AP33的二级结构

通过SOPMA SECONDARY STRUCTURE PREDICTION方法（构象状态为4，相似度阈值为8，视窗宽度为17）进行分析，可以预测蛋白的二级结构。如图1所示，AP33蛋白的氨基酸序列中有100个氨基酸参与了α螺旋，占比32.36%;66个氨基酸参与了延伸链，占比21.36%;36个氨基酸参与了β转角，占比11.65%;107个氨基酸参与了随机卷曲，占比34.63%。这表明鸽毛滴虫黏附蛋白AP33有着复杂的二级结构。

2.3 抗原性分析

本研究对鸽毛滴虫黏附蛋白AP33进行了理化特性、抗原性和细胞表位的初步分析，为深入研究鸽毛滴虫黏附蛋白AP33的功能提供了参考依据，为鸽毛滴虫表位疫苗的研究与应用奠定了基础。

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