鸟分枝杆菌MAV-2921基因编码蛋白的生物信息学分析及其对巨噬细胞凋亡的影响

目的应用生物信息学软件分析鸟分枝杆菌MAV-2921蛋白的结构和功能,观察其对人源THP-1巨噬细胞凋亡的影响。方法在NCBI数据库中获取鸟分枝杆菌MAV-2921蛋白编码基因及其氨基酸序列信息,运用ProtParam、ProtScale、TMPred、SignalIP、SOPMA、SWISS-MODEL等在线工具对鸟分枝杆菌MAV-2921蛋白进行生物信息学分析。提取全基因组DNA,进行PCR扩增、载体构建得到鸟分枝杆菌MAV-2921基因的重组表达质粒,经诱导表达和分离纯化后获得重组MAV-2921蛋白。将重组蛋白MAV-2921作用于人源THP-1巨噬细胞,ELISA法检测细胞上清液TNF-α表达量的变化,流式细胞术检测巨噬细胞凋亡率。结果鸟分枝杆菌MAV-2921基因全长285 bp,为编码94个氨基酸的蛋白质。该MAV-2921蛋白是稳定的亲水性蛋白,有1个跨膜区段,无信号肽;二级结构以α-螺旋为主,三级结构模型构建显示该蛋白为单体蛋白,不形成二聚体。利用大肠埃希菌表达系统制备了重组鸟分枝杆菌MAV-2921蛋白,将重组MAV-2921蛋白作用于人源THP-1巨噬细胞,与对照组相比细胞上清液TNF-α含量升高(P<0.05),细胞凋亡率升高(P<0.05)。结论鸟分枝杆菌MAV-2921蛋白为稳定的、亲水性跨膜蛋白,对人源THP-1巨噬细胞具有促凋亡作用。

鸟结核分枝杆菌MAV-2753和结核分枝杆菌38ku蛋白的生物信息学分析

目的通过生物信息学在线分析软件对鸟结核分枝杆菌(Mycobacterium avium tuberculosis,MAV)MAV-2753蛋白和结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)38ku蛋白进行预测分析。方法从BLAST获取MAV-2753和38ku蛋白的氨基酸序列;利用Protparam tool分析蛋白的氨基酸数量、等电点和相对分子质量,氨基酸组成及比例,分子式及脂肪指数;利用SPOMA、SWISS-MODEL在线预测软件预测蛋白的二、三级结构;使用TMHMM Server2.0预测跨膜区;使用PortScale进行疏水性预测分析;使用SignlP5.0进行信号肽预测分析;应用ISoftBerry在线分析网址进行亚细胞定位;采用NetPHos3.1Server进行磷酸化位点分析;运用String在线分析软件进行蛋白质相互作用分析;运用NetNGIyc 1.0 Server、NetGlycate 1.0 Server进行糖基化、赖氨酸化分析预测;通过IEDB在线预测软件进行B细胞抗原表位的预测分析。结果MAV-2753基因编码蛋白为Catalase-peroxidase,分子质量单位为81ku;由748个氨基酸组成,相对等电点为4.9;正电荷残基(ArG+Lys)为73,负电荷残基(Asp+Gly)为107;脂肪系数为72.59,总平均亲水性为-0.455,预测为疏水蛋白;无跨膜区;有60个磷酸化位点。亚细胞定位于胞外。38ku蛋白由pstS1基因编码,由374个氨基酸组成,相对等电点为5.14,分子质量单位为38ku;正电荷残基(ArG+Lys)为17,负电荷残基(Asp+Gly)为26;不稳定系数为25.56,脂肪系数为86.79,总平均亲水性为0.066,预测为亲水性蛋白。该蛋白无跨膜区,有60个磷酸化位点,亚细胞定位于胞外。结论MAV-2753、38ku蛋白有着多个磷酸化、糖基化位点,表明与其他细胞间存在信号传递,蛋白空间结构稳定,有多个B细胞优势表位,可为MAC肺病与肺结核的血清学诊断、疫苗开发奠定基础。

鸟分枝杆菌MAV-4563蛋白的生物信息学分析

目的应用生物信息学方法预测分析鸟结核分枝杆菌MAV-dalidaxue4563基因编码蛋白的结构功能和生物学特性。方法采用Protparam、ProtScaleon Expasy,TMHMM Server v 2.0,SignalP4.1,PSORT,NetPhos 3.1,BLAST,SOPMA,Phyre2,ABCpred,SYFPEITHI等生物信息学软件分析MAV4563蛋白的理化性质、亲疏水性、跨膜区、信号肽、亚细胞定位、磷酸化位点、保守域、二结构及三级结构同源建模、B细胞和T细胞表位等生物学特征。结果MAV4563基因全长756 bp,编码251个氨基酸的蛋白。该蛋白分子质量为28 ku,等电点为9.23,分子式(formula)为C_(1264)H_(2013)N_(385)O_(353)S_(7),为不稳定的疏水性蛋白。该蛋白无跨膜区,无信号肽,预测亚细胞定位于细胞质中,有13个磷酸化位点;蛋白二级结构中无规则卷曲占41.83%;预测该蛋白含多个B细胞和T细胞表位,其中MHC-I型和MHC-II型表位集中在蛋白C端的后90个氨基酸区域。结论预测MAV-4563蛋白含多个B细胞和T细胞表位,其中B细胞表位和MHC-I型表位集中在C端的后90个氨基酸区域,该区域可激活NTM特异性CTL和Th免疫应答,可作为非结核病的靶向疫苗抗原,为进一步研究该蛋白的治疗性T细胞疫苗奠定了基础。