沙眼衣原体蛋白酶CPAF的结构特征及抗原表位分析.pdf
《沙眼衣原体蛋白酶CPAF的结构特征及抗原表位分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《沙眼衣原体蛋白酶CPAF的结构特征及抗原表位分析.pdf(13页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、衣原体蛋白酶样活性因子(CPAF)是一种沙眼衣原体蛋白酶,其活性可抑制宿主炎症信号、细胞骨架重塑和中性粒细胞活化等过程。本研究运用生物信息学方法对CPAF蛋白的理化性质、亲/疏水性、信号肽、亚细胞定位、跨膜结构、保守结构域、N-糖基化和磷酸化位点、二级/三级结构、配体结合区域和小分子药物、B/T细胞抗原表位以及相互作用蛋白等进行分析。CPAF由601个氨基酸组成,分子质量为67 252.57 Da,理论等电点为5.68,为不稳定的亲水性蛋白质;含有信号肽,无跨膜区,保守结构域位于3586位氨基酸序列,属于CPAF超家族,主要分布在细胞质;分别存在1个N-糖基化和53个磷酸化位点,二级结构主要以
2、无规则卷曲和-螺旋组成,存在14个配体结合位点、20个B细胞抗原表位、4种B细胞构象抗原表位、多个可能的T细胞抗原表位。此外,本文还虚拟筛选出5种潜在的有效小分子化合物,CPAF能与htrA、pbpB、recC等10种其他蛋白发生互作关系。这为深入研究CPAF蛋白在沙眼衣原体发病机制中的重要作用提供了理论依据,使其可能成为疫苗研发和药物治疗的靶点。关键词:沙眼衣原体;CPAF蛋白;生物信息学;结构;抗原表位中图分类号:R374 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1007-7146.2023.03.008Analysis of Structure Features and E
3、pitopes of Chlamydia trachomatis Protease CPAF WANG Dao1,ZHANG Hongbo2,LIU Wenbin3,CHEN Jianlin1*(1.Department of Obstetrics and Gynecology,the Second Xiangya Hospital of Central South University,Changsha 410011,China;2.Department of Pathology,the Second Xiangya Hospital of Central South University,
4、Changsha 410011,China;3.State Key Laboratory of Developmental Biology of Freshwater Fish,College of Life Science,Hunan Normal University,Changsha 410081,China)Abstract:Chlamydial protease-like activity factor(CPAF)is a Chlamydia trachomatis protease,which activity results in dampened host inflammati
5、on signaling,cytoskeletal remodeling,and suppressed neutrophil activation.We used series of bioin-formatics to analyze and predict CPAF protein,physicochemical properties and hydrophobicity,signal peptide,subcellular local-ization,transmembrane protein structure,conserved region and N-glycosylation
6、sites and phosphorylation sites,the secondary and tertiary structure,ligand-binding regions and small molecular compounds,B-/T-cell epitopes and the interacting proteins.CPAF,which consist of 601 amino acids,the relative molecular weight is 67 252.57 Da,the theoretical isoelectric point is 5.68.The
7、CPAF protein contains a signal peptide and has non-transmembrane regions.The conserved domain of CPAF protein is lo-激光生物学报248第 32 卷沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis,Ct)是引起细菌性性传播疾病(sexually transmitted infections,STIs)的主要病原体之一,据报道,全球每年感染人数超过1亿1。多项研究2-3证实,Ct只能在人或动物细胞内复制,并能与宿主细胞的新陈代谢和信号通路相互作用,引起基因表达的改变,从而阻断宿
8、主细胞凋亡。在生殖道感染中,Ct主要在男性尿道上皮和女性子宫内膜复制,造成泌尿生殖道炎症、水肿以及黏膜分泌物异常,进一步感染可导致盆腔炎、输卵管疤痕、异位妊娠和不孕症等严重并发症4。然而,80%女性和50%男性感染后可能没有任何症状,因此,Ct感染长期被人们忽视5。但Ct具有高传播率的特点,高危病人的再感染率和治疗失败导致的反复感染,使其成为一种严重的公共卫生重大威胁。在早期研究Ct与宿主细胞的相互作用过程中,一种新的衣原体蛋白酶样活性因子被Zhong等6检测并鉴定出来,命名为CPAF(chlamydial protease-like activity factor)。CPAF属于衣原体丝氨酸
9、蛋白酶,由衣原体网状体(reticulate body,RB)产生,具有多种活性,抑制抗衣原体免疫反应7。Rajeeve等8报道,Ct能通过CPAF干扰化学介导的中性粒细胞活化,逃避宿主的先天免疫反应。Zhang等9报道,CPAF能够选择性和特异性地降解衣原体T细胞抗原,以促进Ct存活。Cheong等10还通过ELISA测定多种细胞因子,证实了CPAF具有引发宿主免疫细胞反应的能力。尽管人们一致认为CPAF是一个关键的毒力因子,可切割宿主蛋白,其中包括细胞骨架中间纤维波形蛋白、核膜层黏连蛋白等,但在感染细胞中CPAF是怎么被激活及其被调节的分子机制仍然不明确。而且,Ct复杂的二相性发育周期和血
10、清型变异成为制备抗衣原体疫苗的限制因素。本课题组Peng等11的研究表明,CPAF可以促进不依赖C3的C5活化,揭示了活化衣原体感染诱导的新机制。本文运用多种生物信息学软件和网站对Ct的CPAF蛋白的理化性质、二级/三级高级结构、配体结合位点、小分子药物、互作蛋白以及B/T细胞抗原表位进行综合解析,为研制CPAF为靶点的抗衣原体疫苗防治性传播疾病和寻找有效小分子药物提供理论基础。1材料与方法1.1材料从GenBank数据库(http:/www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank)获取Ct CPAF蛋白的氨基酸序列信息:CT D/UW-3/CX标准株基因组序列号为AE001273.
11、1,CT_858的Gene ID为884659,CPAF蛋白的氨基酸序列登录号为AAC68456.2。1.2方法1.2.1CPAF蛋白的理化性质分析运用ExPasy网站的ProtParam(http:/web.expasy.org/protparam/)分析CPAF蛋白的理化性质;运用Protein-Sol软件(https:/protein-sol.manchester.ac.uk/)分析CPAF蛋白的溶解度。1.2.2CPAF蛋白的亲/疏水性、信号肽以及跨膜结构分析利用ProtScale软件(https:/web.expasy.org/protscale/)预测CPAF蛋白的亲/疏水性;利用
12、SignalP 5.0 Serve软件(https:/services.healthtech.dtu.dk/service.php?SignalP-5.0)预测CPAF蛋白的信号肽;利用PSOR-TII网站(https:/psort.hgc.jp/form2.html)对CPAF蛋白进行亚细胞定位;利用TMHMM Server v2.0网站(https:/services.healthtech.dtu.dk/service.php?TMHMM-2.0)对CPAF蛋白的跨膜结构进行分析。1.2.3CPAF蛋白的N-糖基化、磷酸化位点和结构域分析利用NetPhos3.1 Server(https:
13、/services.health-tech.dtu.dk/service.php?NetPhos-3.1)和NetNGly1.0 cated at 3586 amino acid sequence and belongs to CPAF superfamily.The CPAF protein contains 1 N-glycosylation site and 53 phosphorylation sites.The secondary structure is mainly composed of irregular coiling and-helix.The CPAF protein
14、con-tains 14 ligand-binding sites,20 B-cell epitopes,4 conformational epitopes and several potential T-cell epitopes,and 5 potential-ly effective screening small molecule compounds.Meanwhile,CPAF may interact with 10 other proteins including htrA、pbpB、recC and so on.This study provides a theoretical
15、 basis for further researching the role of CPAF in the pathogenesis of Chlamyd-ia trachomatis,which could be used as a target for vaccine developments and drug therapies.Key words:Chlamydia trachomatis;CPAF;bioinformatics;structure;antigenic epitope (Acta Laser Biology Sinica,2023,32(3):247-258)249第
16、 3 期Server(https:/services.healthtech.dtu.dk/service.php?NetNGlyc-1.0)分别预测CPAF蛋白的N-糖基化和磷酸化位点。利用NCBI Conserved Domains Data-base(https:/www.ncbi.nlm.nih.gov/cdd)对CPAF蛋白的保守结构域进行分析。1.2.4 CPAF蛋白的二级结构和三级结构模型运用SOPMA软件(https:/www.ibcp.fr/predict.html)对CPAF蛋白的二级结构进行分析;使用SWISS-MODEL构建CPAF蛋白的三级结构模型;采用The Stru
17、cture Analysis and Verification Serve(https:/saves.mbi.ucla.edu/)对其三级结构模型进行验证。1.2.5 CPAF蛋白的抗原表位和抗原决定簇分析运用ABCpred server(https:/webs.iiitd.edu.in/raghava/abcpred/)、ElliPro server(http:/tools.iedb.org/el-lipro/)、IEDB(http:/www.iedb.org/)以及SYFPEITHI(http:/www.syfpeithi.de/)网站对CPAF蛋白的抗原表位进行分析。然后,运用 Immu
18、nomedicine Group (http:/imed.med.ucm.es/Tools/antigenic.pl)对CPAF蛋白的抗原决定簇进行分析。1.2.6CPAF蛋白的抗原性和致敏性分析进一步运用VaxiJen v2.0( v2.0和 Allergen FP v1.0预测CPAF蛋白的过敏性。1.2.7CPAF 蛋白的配体结合位点预测和小分子化合物筛选将CPAF蛋白的三级结构模型PDB文件上传至PrankWeb(https:/www.prankweb.cz/)数据库,对CPAF蛋白表面可能的配体结合位点进行预测;使用Discovery Studio 2020 Client 软件、Pu
19、bChem数据库(https:/pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)以及PyRx软件的Vina进行TOP5有效化合物筛选。1.2.8CPAF相互作用的蛋白质预测运用STRING 11.5(https:/cn.string-db.org/)数据库构建与CPAF蛋白发生相互作用的蛋白互作网络图。2结果与分析2.1CPAF蛋白的理化性质和溶解度分析利用ProtParam网站对CPAF蛋白的氨基酸序列进行分析,结果表明:CPAF蛋白由601个氨基酸构成,其中亮氨酸(Leu)的数量为62个(10.3%),含量最高;半胱氨酸(Cys)的数量为7个(1.2%),含量最低(图1a);其中包含6
20、9个带负电荷的氨基酸残基(Asp+Glu)和57个带正电荷的氨基酸残基(Arg+Lys);分子式为C3044H4692N798O890S17,总原子数为9 441,分子质量为67 252.57 Da,理论等电点为5.68;280 nm波长处消光系数为85 175,吸光度为1.266,半衰期为30 h,不稳定系数为40.21,推测CPAF为不稳定蛋白;脂肪系数为88.39,平均总亲水值为-0.149。运用Protein-Sol Server网站预测出CPAF蛋白的溶解度为0.229,小于群体平均值(PopAvrSol)0.450,说明该蛋白的溶解度一般(图1b)。2.2CPAF蛋白的亲疏水性分析
21、基于Hydropath/Kyte&Doolittle算法,运用ProtScale预测CPAF蛋白的亲疏水性。CPAF蛋白有6个高分值峰区(Score1.5),分别在氨基酸的第913、89、101、288290、372377、496位氨基酸,其中最高分值的氨基酸是第 289 位氨基酸页眉文章标题王道等:沙眼衣原体蛋白酶CPAF的结构特征及抗原表位分析 王道等:沙眼衣原体蛋白酶CPAF的结构特征及抗原表位分析 图1CPAF蛋白的氨基酸组成和溶解度分析Fig.1Amino acid composition and solubility analysis of CPAF(a)氨基酸构成;(b)
22、溶解度。(a)Amino acid composition;(b)Solubility.激光生物学报250第 32 卷图2CPAF蛋白的亲/疏水性分析Fig.2Hydrophilicity/hydrophobicity analysis of CPAF图3CPAF蛋白的信号肽预测Fig.3Signal peptide analysis of CPAF的异亮氨酸(Score=2.267);有 3 个低分值的峰区(Score0.740),分别为 0.828(图12a)、0.791(图12b)、0.779(图12c)、0.747(图12d)。运用SYFPEITHI对CPAF蛋白的CLT抗原表位进行预
23、测,其中MHC-I类型为HLA-A*02:01,分值大于 20 以上的有 24 个(表 3);当MHC-II类型为HLA-DRB1*04:01、HLA-DRB1*07:01、HLA-DRB1*01:01、HLA-DRB1*03:01,Th细胞表位有 0 个。采用IEDB软件预测CPAF蛋白的MHC-I和MHC-II类型的表位:MHC-I型抗原表位(HLA-A*01:01,HLA-A*02:01,HLA-A*03:01)Percentile Rank1的有45个,其中分数最高的肽段氨基酸,即HLA-A*01:01,Score=0.978,位于第430438位;HLA-A*03:01,Score=
24、0.972,位于第224232位;HLA-A*02:01,Score=0.905,位于第379387位(表 4);MHC-II类型的表位(HLA-表2CPAF蛋白B细胞抗原表位预测Tab.2The prediction of B-cell epitopes of CPAFRankSequenceStart positionScoreRankSequenceStart positionScore1ALLSMLTDRPLELPKHRMIL3750.9227MTFSSEIRVGDELLEVDGAP1280.762QENPSTSFCQQVLADFIGGL740.8928TFFAIESAYLPYTVQK
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 沙眼 衣原体 蛋白酶 CPAF 结构 特征 抗原 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。