人肠道病毒构象表位的生物信息学预测

• 作 者: 高柳莺
• 机 构: 宁波大学
• 出 处: 宁波大学
• 发表日期: 2019年8期
• 关键词: 人肠道病毒

目的：
　　1.运用生物信息学方法，系统性地预测人肠道病毒的构象表位，探索人肠道病毒构象表位的分布模式。
　　2.研究人肠道病毒的构象表位与病毒受体及中和抗体的相互作用，探讨构象表位在人肠道病毒致病机制中的作用。
　　3.构建基于RIVEM的人肠道病毒衣壳表面结构的绘制流程，用来辅助分析人肠道病毒的构象表位与中和抗体及病毒受体的相互作用。
　　方法：
　　1.从肠道病毒三种主要种型（A种型、B种型和C种型）中各选择两种代表性的血清型：A种型为EV71和CVA16，B种型为CVA9和CVB3，C种型为CVA21和CVA24，共六种代表性血清型的人肠道病毒。从RCSB PDB数据库下载这六种血清型人肠道病毒的天然和成熟病毒颗粒的结构蛋白的高分辨率三维结构文件。
　　2.采用本实验室发展的人肠道病毒构象表位的生物信息学预测算法，对这六种人肠道病毒的构象表位进行系统性地预测。利用MEGA软件分别对人肠道病毒的结构蛋白VP1~VP3的氨基酸序列（一级结构）进行比对。利用在线工具BLAST计算结构蛋白的氨基酸序列同源性。利用在线工具ESPript注释结构蛋白的二级结构并进行比较。利用PyMOL软件比较结构蛋白的三级结构和衣壳表面结构。通过一级结构、二级结构和三级结构和衣壳表面结构的比较，探索人肠道病毒构象表位的分布规律。利用MEGA软件构建基于氨基酸序列的系统发育树，利用在线工具Dali server和PHYLIP软件构建基于三维结构的系统发育树，通过系统发育树反映人肠道病毒的种型关系。
　　3.通过文献检索收集实验鉴定的人肠道病毒的构象表位和线性表位，一方面用于构象表位的预测准确性评价，另一方面用于分析人肠道病毒的构象表位分布模式。通过文献检索收集实验鉴定的病毒受体及其在病毒衣壳表面的结合位点，用于分析构象表位与中和抗体及病毒受体的相互作用。
　　4.发展将RCSB PDB坐标体系转换成RIVEM PDB坐标体系的算法，以此为基础构建基于RIVEM的人肠道病毒衣壳表面结构的绘制流程。
　　结果：
　　1.六种血清型人肠道病毒的构象表位都聚集成三簇，分别为site1、site2和site3。site1由构象表位site1a、site1b和site1c组成。site2由构象表位site2a、site2b和site2c组成。site3由构象表位site3a和site3b组成。
　　2.SCARB2、ICAM-1、PVR和CAR等人肠道病毒脱衣壳受体，都结合在构象表位site2a（VP1-GH环）和site2b（VP2-EF环）上。site1c（VP1-HI环与VP1-DE环）是附着受体的结合部位，靠近site2a和site2b。
　　3.构建的基于RIVEM的人肠道病毒衣壳表面结构绘制流程，可以准确的绘制人肠道病毒的衣壳表面结构。
　　结论：
　　1.人肠道病毒A种、B种和C种都具有相同的构象表位分布模式：都由三簇表位构成。
　　2.构象表位site2a和site2b是脱衣壳受体的重要结合部位，构象表位site1c是附着受体的重要结合部位。
　　3.基于RIVEM的人肠道病毒衣壳表面结构绘制流程，可以用来辅助分析人肠道病毒的构象表位与中和抗体及病毒受体的相互作用。