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非洲猪瘟病毒T、B细胞表位的免疫信息学预测与分析

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畜牧与兽医 2024年第5期56卷 99-106页

作者：李渊源孙琦杨齐黄转青张莹徐风华解放军总医院医疗保障中心药剂科药学基础研究室北京100853 解放军总医院医疗保障中心药剂科药品保障室北京100853

旨在通过免疫信息学方法预测非洲猪瘟病毒(ASFV)结构蛋白的T、B细胞表位,为非洲猪瘟(ASF)表位疫苗的设计研制提供参考。从NCBI和RCSB数据库获取ASFV蛋白质序列和三维结构,利用IEDB、DTU Health Tech等数据库的生物信息学工具对ASFV的5... 详细信息

旨在通过免疫信息学方法预测非洲猪瘟病毒(ASFV)结构蛋白的T、B细胞表位,为非洲猪瘟(ASF)表位疫苗的设计研制提供参考。从NCBI和RCSB数据库获取ASFV蛋白质序列和三维结构,利用IEDB、DTU Health Tech等数据库的生物信息学工具对ASFV的5种结构蛋白p72、p17、p49、M1249L和H240R的细胞毒性T细胞表位、线性B细胞和构象B细胞表位进行鉴定。结果显示:5种蛋白质均为亲水性,二级结构以无规则卷曲为主,仅M1249L例外;预测到抗原性良好、无毒、无致敏的细胞毒性T细胞优势表位27个,线性B细胞优势表位35个;预测到仅针对p72的构象B细胞优势表位2个。结论:ASFV的5种蛋白质可能具有多个潜在T、B细胞表位,其中B细胞表位相对占优,5种蛋白质中p72和M1249L最具疫苗研发前景,可结合蛋白质相关参数信息为构建ASF表位疫苗提供参考。

关键词：非洲猪瘟病毒预测表位 T细胞 B细胞免疫信息学

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利用免疫信息学方法设计基于表位的淋病奈瑟菌亚单位疫苗

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生命科学研究 2024年

作者：黄钰胡欣李紫玥张雷大理大学基础医学院病原生物学综合实验室大理大学病原与媒介生物研究所云南省自然疫源性疾病防控技术重点实验室大理大学金道超专家工作站

在淋病奈瑟菌6种保守外膜蛋白中筛选优势表位，设计淋病奈瑟菌多表位亚单位疫苗并模拟其免疫效果。首先，通过C-ImmSim在线服务器对6种外膜蛋白进行计算机免疫模拟，并分别从CTL、Th及B细胞免疫反应强的外膜蛋白中筛选用于构建多表位亚... 详细信息

在淋病奈瑟菌6种保守外膜蛋白中筛选优势表位，设计淋病奈瑟菌多表位亚单位疫苗并模拟其免疫效果。首先，通过C-ImmSim在线服务器对6种外膜蛋白进行计算机免疫模拟，并分别从CTL、Th及B细胞免疫反应强的外膜蛋白中筛选用于构建多表位亚单位疫苗的优势CTL表位、Th表位和B细胞表位。其次，在对各优势表位进行抗原性、致敏性和毒性分析后，将不同排列组合的优势表位，与抗菌肽及PADRE序列连接起来设计出多表位亚单位疫苗。再次，对所设计的各种多表位亚单位疫苗进行计算机免疫模拟，以评价其体液免疫和细胞免疫的效果。最后，对筛选出的免疫效果较好的候选亚单位疫苗进行抗原性、致敏性、理化性质、溶解性评估以及二级结构分析，以确保候选亚单位疫苗符合疫苗设计标准。结果显示，筛选出符合要求的优势候选CTL表位8个、Th表位10个和B细胞表位14个；共设计出64种多表位亚单位疫苗，其中3种亚单位疫苗的免疫模拟结果最佳，均满足抗原性强、对人体无致敏性及无细胞毒性的要求，且均为亲水性、耐热性较好的稳定蛋白质，同时能在大肠杆菌中实现可溶性的过表达，与抗体的亲和性也较强，符合疫苗设计的标准。研究结果表明以C-ImmSim为主的生物信息学预测方法在多表位亚单位疫苗的反向设计及其免疫效果的高通量初步筛选方面具有良好的应用前景。本研究为淋病奈瑟菌疫苗研发提供了一种新的有效途径。

关键词：淋病奈瑟菌外膜蛋白免疫信息学表位亚单位疫苗免疫模拟

免疫信息学在表位疫苗研发中的应用与研究进展

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中国生物工程杂志 2023年第7期43卷 88-100页

作者：冯宏盛金行高永宇鲜钰涵李海洋杨思宇贾爱明高凤山大连大学生命健康学院大连116622 大连市基因和蛋白质工程药物筛选及研发重点实验室大连116622 吉林农业大学动物医学院长春130118 大连医科大学附属第二医院大连116027

对于表位疫苗的设计,通常是利用免疫信息学工具和相关技术方法对已获取或已知的核苷酸序列和氨基酸序列进行分析,以此确定和预筛选出可能的优势表位,之后通过人工合成或基因工程技术等制备具有优势表位的多肽疫苗。免疫信息学的快速发... 详细信息

对于表位疫苗的设计,通常是利用免疫信息学工具和相关技术方法对已获取或已知的核苷酸序列和氨基酸序列进行分析,以此确定和预筛选出可能的优势表位,之后通过人工合成或基因工程技术等制备具有优势表位的多肽疫苗。免疫信息学的快速发展使其被成功应用于疫苗学领域,成为开发基于表位多肽疫苗最有效的方法。从免疫信息学在表位疫苗设计中的一般流程及疫苗验证、表位疫苗研发涉及的免疫信息学工具以及免疫信息学在表位疫苗设计中的具体应用等方面进行综述,以期为合理设计和研发有效的表位疫苗提供参考。

关键词：免疫信息学表位多肽表位疫苗

基于免疫信息学的结核分枝杆菌多阶段多表位疫苗构建

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细胞与分子免疫学杂志 2023年第6期39卷 494-500页

作者：宁钰蔡一涵刘晓玲谷晨晨孟祥英乔晋娟潍坊医学院医学检验学院临床微生物学教研室山东潍坊261053

目的构建一种包含结核分枝杆菌(MTB)早期分泌蛋白和潜伏感染相关抗原表位的多阶段多表位疫苗。方法运用免疫信息学方法预测12个MTB蛋白的B细胞、细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和辅助性T细胞(HTL)表位,从中筛选具有抗原性且无细胞毒性和致敏性... 详细信息

目的构建一种包含结核分枝杆菌(MTB)早期分泌蛋白和潜伏感染相关抗原表位的多阶段多表位疫苗。方法运用免疫信息学方法预测12个MTB蛋白的B细胞、细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和辅助性T细胞(HTL)表位,从中筛选具有抗原性且无细胞毒性和致敏性的表位构建多表位疫苗,并进行理化性质分析、二级结构预测,3D建模,模型精制、质量验证,与Toll样受体4(TLR4)受体分子对接,最后进行免疫模拟。结果MTB表位疫苗共包含12个B细胞表位、11个CTL表位和12个HTL表位,具有灵活、稳定的球形构象,热稳定性和亲水性好,可与TLR4稳定相互作用。免疫模拟表明该疫苗能够同时激发有效的细胞和体液免疫应答。结论提出了一种基于免疫信息学技术的多阶段多表位MTB疫苗构建策略,该疫苗可能对活动期和潜伏性MTB感染有预防作用。

关键词：结核分枝杆菌(MTB) 疫苗免疫信息学潜伏性结核感染表位

基于免疫信息学技术的结核分枝杆菌多表位疫苗构建

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中国病原生物学杂志 2022年第9期17卷 999-1004页

作者：曹钰婷吴雪晗宁钰孟祥英乔晋娟潍坊医学院医学检验学院山东潍坊261053

目的筛选具有抗原表位可能性的结核分枝杆菌高活性结合肽(HABPs),构建基于HABPs的多表位疫苗。方法通过免疫信息学方法预测HABPs的保护性抗原可能性、细胞毒性、致敏性及潜在B细胞和T细胞表位;将筛选出的HABPs与佐剂霍乱毒素B亚单位连接... 详细信息

目的筛选具有抗原表位可能性的结核分枝杆菌高活性结合肽(HABPs),构建基于HABPs的多表位疫苗。方法通过免疫信息学方法预测HABPs的保护性抗原可能性、细胞毒性、致敏性及潜在B细胞和T细胞表位;将筛选出的HABPs与佐剂霍乱毒素B亚单位连接,构建多表位疫苗,并对其二级结构和理化性质进行分析;采用I-TASSER服务器进行多表位疫苗三级结构同源建模,优化的模型质量通过PROCHECK、ERRAT及ProSA-web软件进行验证;使用PatchDock软件进行多表位疫苗与TLR-4的分子对接;对疫苗进行密码子优化、在线克隆和免疫模拟。结果共筛选出32条HABPs序列,构建的多表位疫苗包含881个氨基酸残基,二级结构由43.93%的α螺旋、13.62%的β折叠和42.45%的无规则卷曲组成,不稳定性指数(Ⅱ)、脂肪族指数和亲水性平均值分别为45.34、84.09和-0.009,表明该疫苗具有灵活、稳定的球形构象和亲水结构。Ramachandran图中位于核心区域和允许区的氨基酸比例大于90%,ERRAT评估整体质量因子值为74.39,Z值为-5.94,表明3D模型的质量整体较好。分子对接结果表明疫苗可与TLR-4稳定相互作用。经过密码子优化的疫苗可在大肠埃希菌中高效表达。免疫模拟显示,当反复暴露于多表位疫苗抗原时,机体的B细胞和T细胞免疫反应均得到增强。此外,多表位疫苗还可诱导高水平细胞因子的分泌。结论利用免疫信息学工具构建的基于HABPs的多表位疫苗含有B、T细胞表位,有望同时激发机体体液免疫和细胞免疫,具有良好应用前景,但其实际免疫效果还需进一步证实。

关键词：结核分枝杆菌免疫信息学疫苗表位

基于免疫信息学的SARS-CoV-2表位筛选及疫苗分子设计分析

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中国免疫学杂志 2022年第7期38卷 838-847页

作者：邓辉雄王革非(指导) 李雁嫘宋鑫利谷李铭李蕊(指导) 汕头大学医学院微生物学与免疫学教研室病原与免疫学研究中心汕头515041

目的:基于新型冠状病毒(SARS-CoV-2)全病毒或Spike蛋白作为免疫原可能存在的无关抗原表位干扰,筛选鉴定优势保护性抗原表位,构建候选多价表位疫苗。方法:以免疫信息学确定诱导主要中和抗体、激活细胞免疫应答的细胞保护性抗原表位,以Rap... 详细信息

目的:基于新型冠状病毒(SARS-CoV-2)全病毒或Spike蛋白作为免疫原可能存在的无关抗原表位干扰,筛选鉴定优势保护性抗原表位,构建候选多价表位疫苗。方法:以免疫信息学确定诱导主要中和抗体、激活细胞免疫应答的细胞保护性抗原表位,以Raptor X、trRosetta预测蛋白疫苗的二级、三级结构,并对候选蛋白疫苗进行二硫键的设计及对接分析,以C-ImmSim服务器模拟预测分析多表位疫苗的免疫原性和免疫应答。结果:实验筛选了Spike蛋白免疫原性强的B细胞表位,具有高保守性和人群覆盖度广的IFN-γ、IL-4阳性的Th表位及CTL表位,计算模拟验证了疫苗的免疫应答特性。结论:信息学分析结果初步显示候选表位疫苗具有良好的平衡体液免疫和细胞免疫应答能力。

关键词：新冠病毒 Spike蛋白抗原表位平衡免疫免疫信息学

免疫信息学预测在治疗蛋白研究中的应用与发展

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药物资讯 2023年第3期12卷 184-189页

作者：张林涵陈建华中国药科大学生命科学技术学院江苏南京

治疗性蛋白存在的免疫原性问题,能够潜在地引起抗药物抗体的产生或细胞介导的免疫反应,因此免疫原性评价是治疗蛋白开发过程中至关重要的一步。由于免疫系统的复杂性,直接的实验方法是昂贵且耗时的,并且实验结果需要反复认证。目前国内... 详细信息

治疗性蛋白存在的免疫原性问题,能够潜在地引起抗药物抗体的产生或细胞介导的免疫反应,因此免疫原性评价是治疗蛋白开发过程中至关重要的一步。由于免疫系统的复杂性,直接的实验方法是昂贵且耗时的,并且实验结果需要反复认证。目前国内外存在多种免疫信息学工具,可针对治疗蛋白的B细胞表位以及T细胞表位进行预测。利用多种免疫信息学工具进行治疗蛋白免疫原性研究,能够预测出治疗蛋白的高免疫原性位点并对其进行改造,降低免疫原性。免疫信息学的应用避免了传统免疫学验证的缺点,为蛋白药物免疫原性的探究提供了新思路。

关键词：治疗蛋白免疫原性免疫信息学

利用免疫信息学方法设计新型艰难梭菌多表位疫苗

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利用免疫信息学方法设计新型艰难梭菌多表位疫苗

作者：谭彩霞中南大学

学位级别：硕士

目的:利用免疫信息学方法设计一种预防艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection,CDI)的多表位疫苗,阻断艰难梭菌(Clostridium difficile)芽孢和繁殖体对宿主肠道的黏附和定植以预防CDI。方法:(1)利用国家生物技术信息中心(Nationa... 详细信息

目的:利用免疫信息学方法设计一种预防艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection,CDI)的多表位疫苗,阻断艰难梭菌(Clostridium difficile)芽孢和繁殖体对宿主肠道的黏附和定植以预防CDI。方法:(1)利用国家生物技术信息中心(National Center of Biotechnology Information,NCBI)数据库获取Cde C、Fli D、佐剂LT-IIb的氨基酸序列,从蛋白质数据库(Protein Date Bank,PDB)中下载Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)2、TLR4、TLR5、主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)I类分子以及MHC II类分子的蛋白质结构;(2)利用Net CTL 1.2、Net MHCII pan-3.2和ABCpred服务器分别预测Cde C和Fli D的细胞毒性T淋巴细胞(Cytotoxic T lymphocyte,CTL)表位、辅助性T淋巴细胞(Helper T lymphocyte,HTL)表位和线性B细胞表位,并进一步利用不同的服务器预测表位的抗原性、免疫原性、致敏性、毒性以及与人类蛋白的相似性;(3)利用合适的连接子将选中的表位以及佐剂连接起来设计多表位疫苗。利用Prot Param工具预测疫苗的理化性质,同时利用不同服务器预测疫苗蛋白的抗原性、过敏性、毒性、跨膜螺旋区以及疫苗蛋白在大肠埃希菌(Escherichia coli,E.coli)中过表达时其可溶性的概率;(4)利用Prabi、Raptor X服务器分别预测疫苗的二级和三级结构、利用Galaxy WEB服务器精炼疫苗的三级结构,通过PROCHECK、ERRAT、Pro SA-web三种服务器对精炼后的三级结构进行质量验证;(5)使用HADDOCK 2.4服务器以及Rosetta v3.2软件进行疫苗与TLRs以及MHC分子的分子间对接,利用Amber18软件对蛋白质对接复合物体系做分子动力学模拟;(6)利用免疫表位数据库(IEDB,Immune Epitope Database)中的人口覆盖率预测工具预测多表位疫苗在不同地区的人口覆盖率;(7)利用C-Imm Sim服务器进行多表位疫苗的计算机免疫模拟以预测多表位疫苗的免疫原性;(8)以E.coli(K12)为宿主,利用JCAT服务器对多表位疫苗的氨基酸序列进行反向翻译、并优化其密码子,最后利用Snap Gene软件将疫苗的核苷酸序列插入到p ET28a(+)质粒中。结果:最终的多表位疫苗由5个CTL表位、5个HTL表位、7个B细胞表位、佐剂LT-IIb以及17个合适的连接子构成。Prot Param工具的预测结果显示多表位疫苗包含389个氨基酸,其分子量为41632.89 Da、等电点(isoelectric point,p I)为9.11、不稳定性指数为31.98、脂肪指数为59.43、亲水性平均系数(grand average of hydropathicity,GRAVY)为-0.585,这表明该疫苗理论上具有稳定性、热稳定性以及亲水性。同时,预测结果表明多表位疫苗在体外哺乳动物网织红细胞中的半衰期为30小时,在酵母菌中大于20小时,在E.coli中大于10小时。Vaxijen v2.0和ANTIGENpro服务器预测的疫苗蛋白的抗原性分别为0.97和0.94,这表明该疫苗理论上对宿主免疫系统产物具有较强的结合能力。此外,该疫苗理论上无致敏性以及毒性。疫苗序列在E.coli中过表达时其可溶性的概率为0.61,并且该疫苗为胞外蛋白,这表明多表位疫苗蛋白理论上可以在E.coli中可溶性表达和高效分泌。疫苗的二级结构由25.19%的α螺旋、55.27%的无规卷曲和19.54%的延伸链构成。精炼后的疫苗三级结构的Ramachandran图显示83.0%的氨基酸残基位于偏爱区,而只有0.9%的氨基酸残基位于不允许区。精炼后的疫苗三级结构的ERRAT分值为92.42,Pro SA-web的Z值为-5.01,这表明精炼后的疫苗三级结构的侧链与整体质量均良好。疫苗与TLRs以及MHC分子间的对接结果以及动力学模拟结果表明,多表位疫苗理论上能够稳定并且灵活的与TLRs以及MHC分子结合,从而诱导有效的宿主免疫反应。多表位疫苗在全球、欧洲、美国以及中国理论上的人口覆盖率分别为95.54%、96.84%、96.86%和89.01%。最后,疫苗的计算免疫模拟结果提示该疫苗理论上具有良好的免疫原性。密码子优化结果表明该疫苗理论上能够以p ET28a(+)为载体、E.coli为宿主进行克隆与表达。结论:本研究利用免疫信息学方法设计的多表位疫苗理论上能够有效的保护人群免受CDI,但仍需合成后进行体内和体外实验去验证这一结论。图24

关键词：艰难梭菌多表位疫苗分子对接分子动力学模拟免疫信息学

核桃中主要过敏原Jug r 1 B细胞线性表位中关键氨基酸的免疫信息学预测和识别

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食品科学 2021年第20期42卷 52-60页

作者：郝梦真毕源宋若琳陈锡车会莲食品质量与安全北京实验室中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083

为确定影响Jug r 1线性表位致敏性的关键氨基酸,研究2种免疫信息学方法预测Jug r 1线性表位关键氨基酸的准确率和效率,以进一步认识核桃主要过敏原Jug r 1的B细胞线性表位。本研究通过2种免疫信息学的方法对Jugr1中3个线性表位上的关键... 详细信息

为确定影响Jug r 1线性表位致敏性的关键氨基酸,研究2种免疫信息学方法预测Jug r 1线性表位关键氨基酸的准确率和效率,以进一步认识核桃主要过敏原Jug r 1的B细胞线性表位。本研究通过2种免疫信息学的方法对Jugr1中3个线性表位上的关键氨基酸进行预测,采用丙氨酸扫描诱变法对关键氨基酸进行识别,采用固相合成技术合成Jug r 1系列突变多肽,以部分中国核桃过敏患者血清为探针,识别Jug r 1关键氨基酸。结果表明:表位1(4LVALLFVANAAA15)中的第4位亮氨酸、第7位亮氨酸、第8位亮氨酸和表位2(16FRTTITTMEIDEDID30)中的第20位异亮氨酸、第21位苏氨酸、第22位异亮氨酸以及表位3(125CGISSQRCEIRRSWF139)中的第127位异亮氨酸、第129位丝氨酸、第130位谷氨酰胺为关键氨基酸。使用两种免疫信息学结合预测的关键氨基酸准确率达到100%,但预测效率仅为11%。因此,使用2种免疫信息学结合的方式预测表位关键氨基酸可提高准确性,但会忽略一些关键氨基酸。免疫信息学结合丙氨酸扫描诱变法是识别表位关键氨基酸的重要研究思路。

关键词：核桃 Jug r 1 关键氨基酸线性表位免疫信息学