基于耐消化肽的核桃主要過敏原Jug r 2 的線性表位篩選
郝夢真, 李欣芮, 牟瑤, 陳錫, 車會(huì)蓮*
(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院 食品質(zhì)量與安全北京實(shí)驗(yàn)室 北京 100083)
基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81573158）
作者簡介：郝夢真(1998—)，女，碩士生
通信作者：車會(huì)蓮 E-mai: chehuilian@cau.edu.cn
研究背景與目的：
食物過敏原線性表位是過敏原結(jié)構(gòu)及其致敏性關(guān)系研究的重要方面。目前，免疫信息學(xué)方法是一種預(yù)測過敏原線性表位的常見高效方法?？紤]到大多數(shù)食物過敏是發(fā)生在胃腸道的免疫反應(yīng)，食物過敏原在胃腸道內(nèi)的消化情況以及消化產(chǎn)物是影響過敏原致敏性潛能的關(guān)鍵因素。樹堅(jiān)果尤其是核桃，是食物過敏導(dǎo)致致命或接近致命反應(yīng)的主要原因，其中，Jug r 2是核桃中的主要過敏原。本研究將核桃過敏原體外胃腸液模擬消化降解產(chǎn)物與已知的線性表位和通過生物信息學(xué)預(yù)測得到的線性表位進(jìn)行比較，并將抗消化肽段定位至模擬Jug r 2三維結(jié)構(gòu)上，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)Jug r 2的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為評估核桃過敏原Jug r 2免疫原性和免疫反應(yīng)性，以及進(jìn)一步研究導(dǎo)致食物過敏的過敏原分子結(jié)構(gòu)條件提供試驗(yàn)參考。
研究方法：利用體外模擬胃腸消化獲得分布于Jug r 2的耐消化肽，并利用HLPC-MS/MS對抗消化肽段的一級(jí)序列進(jìn)行分析。同時(shí)，利用DNAStar Protean和ABCpred兩種免疫信息學(xué)工具對Jug r 2的潛在線性表位進(jìn)行預(yù)測。最后，比較Jug r 2上的耐胃腸道消化肽段與預(yù)測得到和文獻(xiàn)報(bào)道已知的線性表位序列的重合性，并分析抗消化肽段在Jug r 2空間結(jié)構(gòu)上的分布，以建立一套研究食物過敏原線性表位的新流程。
試驗(yàn)結(jié)果：利用DNAStar Protean系統(tǒng)預(yù)測Jug r 2，獲得22條潛在B細(xì)胞線性表位。利用ABCpred在線工具預(yù)測Jug r 2獲得14條B細(xì)胞線性表位。兩種工具所預(yù)測的B 細(xì)胞線性表位存在很多重疊的部分，以兩種工具預(yù)測的線性表位作為最終結(jié)果，不考慮存在爭議的結(jié)果。最終通過兩種生物信息學(xué)預(yù)測得到8條B細(xì)胞線性表位。
利用體外模擬胃液或模擬腸液對Jug r 2進(jìn)行60 min的消化，經(jīng)過根據(jù)Uniprot數(shù)據(jù)庫提供的核桃過敏原氨基酸序列構(gòu)建檢索數(shù)據(jù)庫，使用pFind軟件搜索，分別鑒定出來源于Jug r 2的4條抗胃液消化肽段和13條抗胰液消化肽段。最終篩選得到11條的非重疊抗消化肽段。
Jug r 2的抗消化肽段在蛋白質(zhì)全序列的AA545~572位置附近含有已知的B細(xì)胞線性表位，在AA250~260、AA363~388和AA470~483的抗消化肽與預(yù)測線性表位存在部分氨基酸序列的交叉，說明B細(xì)胞線性表位可能具有一定的抗消化性。除此之外，在AA215~220、AA250~260、AA323~337、AA363~388、AA428~438、AA470~483、AA545~572位置的抗消化肽段與已知的T細(xì)胞表位交叉。
將11條抗消化肽段定位于Jug r 2的三維模型結(jié)構(gòu)中，以觀察抗消化肽段的空間分布特點(diǎn)。本研究發(fā)現(xiàn)5條抗消化肽段位于轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)，2條無規(guī)卷曲處。更多抗消化肽段位于Jug r 2的表面，親水性良好，且這些肽段所處轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)具有可變性，會(huì)提高抗消化肽與IgE的結(jié)合活性。
結(jié)論：盡管固相肽合成法是研究Jug r 2線性表位的重要方法，但是由于合成成本高且盲目性大，因此尋找相關(guān)輔助方法以提高Jug r 2線性表位的識(shí)別效率是重要的研究方向。本研究發(fā)現(xiàn)了Jug r 2抗消化肽段具有B細(xì)胞線性表位所具備的親水性和柔韌性的特點(diǎn)，并且通過一級(jí)序列和三維定位分析發(fā)現(xiàn)了Jug r 2抗消化肽段與預(yù)測和真實(shí)的B細(xì)胞線性表位以及T細(xì)胞線性表位重疊?；贘ug r 2抗消化肽段的一級(jí)序列和三維定位的分析可能是預(yù)測Jug r 2 線性表位的有效策略。
結(jié)語：本研究中核桃蛋白所處的體外消化環(huán)境較為簡單，所采用的體外胃腸模擬消化并不能完全反映核桃蛋白在核桃整個(gè)食物基質(zhì)中的消化行為，特別是由于腸道不同部位發(fā)揮作用的消化酶種類的不同，可能導(dǎo)致該研究結(jié)果具有一定的局限性。除此之外，核桃主要過敏原Jug r 2抗消化肽是否具有與IgE結(jié)合能力仍需更多的核桃過敏患者血清來進(jìn)一步驗(yàn)證。
原文鏈接：https://t.cnki.net/kcms/detail?v=z7EBh5rfV004zrz68uaoTRXbEFwYz0qwnlkDT6G4U650DhszJuxQucurWV
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