SARS-CoV-2 M蛋白生物信息学分析及真核表达载体的构建与鉴定

目的利用生物信息学方法预测新型冠状病毒膜(SARS-CoV-2 M)蛋白的结构与性质,构建SARS-CoV-2 M蛋白真核表达载体,为抗新型冠状病毒药物和疫苗的研发提供一定参考。方法利用NCBI查找SARS-CoV-2 M蛋白的核苷酸序列和氨基酸序列,利用ORF Finder预测SARS-CoV-2 M蛋白的开放阅读框数目;Protparam预测SARS-CoV-2 M蛋白的理化性质;SignalP和TMHMM2.0预测SARS-CoV-2 M蛋白的信号肽与跨膜区;NetPhos、SOPMA和SWISS MODEL预测SARS-CoV-2 M蛋白的磷酸化位点、糖基化位点、二级结构与三级结构;IEDB、Immunomedicine Group、Cell-Ploc 2.0和Uniprot预测分析SARS-CoV-2 M蛋白的T细胞和B细胞表位、抗原决定簇、亚细胞定位及与其相互作用的蛋白。通过合成目的基因后插入到真核表达载体pcDNA3.1(+)中,双酶切鉴定后进行序列测序,将重组质粒转染至Vero细胞中,再以Western blot方法检测该基因编码蛋白的表达情况。结果编码SARS-CoV-2 M蛋白基因全长669 bp,由222个氨基酸组成;其分子式为C1165H1823N303O301S8,相对分子质量为25146.62,理论等电点为9.51,不稳定系数为39.14,脂肪族氨基酸系数为120.86,平均亲水系数为0.446;SARS-CoV-2 M蛋白有5个开放阅读框,无信号肽,3个跨膜区,15个磷酸化位点,1个糖基化位点,二级结构以无规则卷曲为主,占比45.5%;6个B细胞表位,8个Th细胞表位,平均抗原倾向为1.0532,主要与11个蛋白发生相互作用。成功构建了pcDNA3.1(+)-M重组质粒,双酶切鉴定插入片段大小正确,DNA测序结果与SARS-CoV-2 M基因序列同源性为100%,Western blot成功检测出该蛋白在Vero细胞内的表达。结论成功预测了SARS-CoV-2 M蛋白多项生物信息并成功构建pcDNA3.1(+)-M重组质粒,为抗新型冠状病毒药物和疫苗的研发提供了一定参考。