Bioinformatik-basierte Analysen und Vorhersage des B/th-Zell-Epitops des Beifußpollen-Allergens Art V 1 Protein

Summary

Hier stellen wir ein Protokoll zur Durchführung einer bioinformatischen Korrelationsanalyse vor, um die physikalisch-chemischen Eigenschaften, die Sekundärstruktur und die B- und T-Helferzell-Epitope des Beifußpollen-Hauptallergens Art v 1-Proteins vorherzusagen und eine theoretische Grundlage für die anschließende Entwicklung eines Artemisia-Pollen-Antikörper-Impfstoffs und einer Krankheitsbehandlung zu schaffen.

Abstract

Um die Sequenzeigenschaften des Beifußpollenallergens Art v 1 Protein zu analysieren und seine B-Zell- und Th-Zell-Epitope (T-Helferzelle) vorherzusagen, wurden die Gensequenz und die Aminosäuresequenz des Art v 1 Proteins unter Bezugnahme auf Genebank erhalten. Prot Param, TMHMM, DNAstar Protean, Swiss-Model, UCLA-DOE LAB SAVES v6.0 und IEDB von ExPASy wurden verwendet, um die physikalisch-chemischen Eigenschaften, die Transmembranregion, die Sekundärstruktur, die Tertiärstruktur sowie die B-Zell- und Th-Zell-Epitope des Proteins zu analysieren und vorherzusagen.

Das Protein Art v 1 besteht aus 132 Aminosäureresten, das relative Molekulargewicht beträgt 13404,26, die Summenformel lautet C₅₈₄H₉₀₃N₁₅₇O₁₈₁S₁₂, der pI-Wert beträgt 7,49, der Lipidlöslichkeitsindex beträgt 41,59 und der hydrophile Index beträgt -0,454, was als hydrophiles Protein gilt. Der Instabilitätsindex (ii) beträgt 78,11, was als instabiles Protein eingestuft wird. Der N-Terminus des Proteins weist eine α-helikale Transmembranregion auf, die sich in der 5-27-Aminosäurerestsequenz befindet, und die Position 1-24 ist die Signalpeptidsequenz. Es gibt Zufallsspulen-, β-Wind-, α-Helix- und β-Bleche, und es enthält auch Strukturen im hydrophilen Bereich, im flexiblen Bereich und im Bereich der Oberflächenzugänglichkeit.

Die Vorhersageergebnisse der Tertiärstruktur stimmen mit den Analyseergebnissen der Sekundärstruktur überein. Es wurden fünf dominante B-Zell-Epitope vorhergesagt: Art v 1 71-87, Art v 1 33-49, Art v 1 104-120, Art v 1 95-111 und Art v 1 86-102. Es gab fünf Th-Zell-dominante Epitope, nämlich Art v 1 2-16, Art v 1 3-17, Art v 1 4-18, Art v 1 5-19 und Art v 1 6-20. Es wird vorhergesagt, dass das Art-v-1-Protein aufgrund des Vorhandenseins von B-Zell- und Th-Zell-Epitopen eine gute Antigenität aufweist.

Introduction

Beifuß, eine Gattung von Artemisia in Compositae, ist in der Inneren Mongolei, in Gansu und anderen Regionen Chinas weit verbreitet¹. Verschiedene allergische Erkrankungen, die durch Beifußpollen hervorgerufen werden, sind in der Regel Typ-I-Allergien, die durch die wiederholte Exposition atopischer Personen gegenüber Pollenallergenen und die Bildung bioaktiver Mediatoren verursacht werden, was zu katarrhalischen Entzündungen der Nasenschleimhaut, der Bindehaut und des Bronchus und sogar zu Asthmaanfällen führt². Der WHO/IUIS-Unterausschuss^für das Nomenklatorium f....

Protocol

1. Physikalische und chemische Eigenschaften des Proteins Art v 1

1. Geben Sie AF493943.1 in die Genbank (Table of Materials) ein, um die Aminosäuresequenz des Proteins Art v 1 zu erhalten (Ergänzende Datei 1 - Ergänzende Abbildung S1).
   HINWEIS: Das Art v 1-Protein enthält 132 Aminosäuren, die von 624 bp Gensequenzen kodiert werden. Seine Aminosäuresequenz (AAO24900.1) ist MAKCSYVFCAVLLIFIVAIGEMEAAGSKLCEKTSKTYSG
   KCDNKKCDKKCIEWEKAQHGACHKREAGKESCFCYF
   DCSKSPPGATPAPPGAAPPPAAGGSPPADGGSPP
   PPADGGSPPVDGGSPPPPSTH.
2. Starten Sie das Expasy ProtParam....

Results

Für die physiochemische und funktionelle Charakterisierung des Proteins¹⁰ wurde die Online-Software Prot Param Tool von ExPASy verwendet. Die Länge des Open-Text-Leserahmens betrug 624 bp und kodierte für 132 Aminosäuren, kodierte Proteine mit insgesamt 1.837 Atomen und einem relativen Molekulargewicht von 13.404,26. Die Summenformel lautet C₅₈₄H₉₀₃N₁₅₇O₁₈₁S₁₂, von denen die drei wichtigsten Aminosäuren Prolin (Pro, 15,9 %), Alanin (Ala, 12,1 .......

Discussion

Artemisia ist eines der wichtigsten Freilandallergene in China, und seine Pollenpartikel sind mit einem Durchmesser von 19-25 μm klein, lassen sich leicht durch Wind verteilen und produzieren große Mengen an Pulver. Darüber hinaus korreliert die Schwere der allergischen Symptome der Patienten mit dem Pollengehalt in der Luft⁵. Art v 1 gilt als das wegweisende Allergen der Beifußpollenallergie, und mehr als 95 % der Patienten mit Beifußallergie reagieren empfindlic.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
ABCpred	Indraprastha Institute of Information Technology, Indien		https://webs.iiitd.edu.in/raghava/abcpred/ABC_submission.html
DNAstar Protean Software	DNASTAR, Inc.	Version 7.1
Expasy ProtParam Tool	SIB Schweizerisches Institut für Bioinformatik		https://web.expasy.org/protparam/
GeneBank	Nationales Zentrum für Biotechnologie Information		https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/
IEDB Analysis	Resource Nationales Institut für Allergien und Infektionskrankheiten		http://www.iedb.org/
SignaIP-5.0 Server	DTU Health Tech		https://services.healthtech.dtu.dk/services/SignalP-5.0/
Swiss-Model Online-Software	BIOZENTRUM		https://swissmodel.expasy.org/interactive
TMHMM Server	DTU Health Tech	Version 2.0	https://services.healthtech.dtu.dk/services/TMHMM-2.0/
UCLA - DOE LAB SAVES	US Department of Energy Office of Science	Version 6,0	https://saves.mbi.ucla.edu/