结核分枝杆菌潜伏相关蛋白PapA4的功能域及靶向药物预测分析

目的:采用生物信息学方法分析结核分枝杆菌的Rv1528c基因及其编码的Pap A4蛋白结构和功能,以期为结核分枝杆菌潜伏感染的治疗及预防提供研究思路。方法:从NCBI网站获取Rv1528c基因及Pap A4蛋白的基本信息;使用Protparam、Prot Scale和Prot Comp B预测Pap A4蛋白的理化性质、亲疏水性和亚细胞定位;使用Signal PServerv.4.0、TMHMMServerv.2.0、Net NGlyc1.0server和Net Phos Serverv.3.1预测Pap A4蛋白的信号肽、跨膜结构、糖基化及磷酸化位点;使用SOPMA预测Pap A4蛋白的二级结构;使用SWISS MODEL获取Pap A4蛋白的三级结构模型;使用ABCpred和SYFPEITHI预测Pap A4蛋白的抗原表位;使用MEGA软件构建系统发育树;使用STRING数据库查找Pap A4的相关蛋白并进行GO分析推测其功能;使用HDOCK进行蛋白-蛋白对接;使用Chem Draw完成小分子设计并通过Auto Dock软件完成分子对接。结果:Rv1528c基因全长498 bp,编码的Pap A4蛋白氨基酸数为165,分子式为C785H1252N244O_(2)34S7,等电点(p I)为8.84,平均亲水性系数为-0.208,预测其为亲水性蛋白,亚细胞可能定位于细胞膜。Pap A4蛋白无跨膜结构、信号肽和糖基化位点,有15个磷酸化位点;二级结构包含45.45%的α-螺旋(Hh)、12.73%的β-折叠(Ee)、9.70%的β-转角(Tt)、32.12%无规则卷曲(Cc)。Pap A4蛋白含有13个B细胞抗原表位、12个T细胞优势抗原表位和5个CTL抗原表位。系统进化树显示其高度保守。GO分析显示其主要功能与脂肪酸代谢有关。分子对接显示Pap A4蛋白有多个活性位点。结论:生物信息学预测Pap A4蛋白为胞膜蛋白,但无跨膜结构,具有多个磷酸化位点及B、T细胞抗原表位,发现多个功能位点,其主要功能可能是潜伏活化期间海藻糖的脂肪酸酰基化。为结核分枝杆菌潜伏的预防及治疗提供了药物靶点。