B细胞表位预测 .docx

《B细胞表位预测 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《B细胞表位预测 .docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品名师归纳总结1、 B 细胞表位推测对于多种免疫学争论是必不行少的。针对不同的蛋白，应选择不同的方法。一般来说，蛋白质的C 端具有较好的亲水性、外表可及性和柔性，所以是很好的抗原准备簇区域。 本课题选用的蛋白质C-末端序列标签都是唯独的、或是其家族中的几个 成员所共有的。在人蛋白质中，约81% 的蛋白质其C 末端的 5 个氨基酸残基的小肽是该蛋白质所特有的， 制备针对蛋白质 C 末端小肽的抗体， 常常能得到特异性识别该全蛋白的抗体。另外，蛋白的二级结构是B 细胞表位电脑推测的重要参数之一，转角为凸出结构，多显现在蛋白质抗原外表，有利于与抗体结合，较可能成为抗原表位。而螺旋和 折叠结构规章不易

2、变形，较难结合抗体，一般不作为抗原表位。含有5 个以上的氨基酸残基的转角又常称为环loop 。以往的争论说明，蛋白外表的loop 区可能为功能性抗体的识别位点，特异性好，可及性强。本课题选用的HPO 、G-CSF 、 HSA 空间结构已明确，所以直接选择loop 区或无规卷曲作为B 细胞表位。举例：人 Pif1 基因编码至少两种蛋白亚型，分子量分别为74kDa和 80kDa ，与酵母具有高度的同源性， 型和 型 Pif1 只有 C 末端不同 20 ，其余部分完全相同，并且二者的 C 末端在蛋白数据库中都是唯独的，选择型和 型的 C 末端作为 B 细胞表位，既中意特异性的需要，也能区分亚型。GP

3、AA1 是一种跨膜蛋白， 原核表达特殊困难， 形成包涵体， 且包涵体难以溶解和复性。对这一类型的蛋白， 特殊适合选择其特有的B 细胞表位免疫动物， 来最终制备识别全蛋白质的抗体。 ABCpred是基于人工神经网络模型的线性B 细胞表位推测工具，该系统检验了源于 Bcipep 数据库的 700 个非冗余 B 细胞表位和源于 Swiss-Prot数据库的 700 个长度为 1020 个氨基酸的随机选择多肽，精确率近66% 。Bepipred结合隐马尔科夫模型和亲水性参数评分推测线性B 细胞表位， AROC 评分到达 0.671 。将两种推测方法得到的推测结果进行比较，其共有的推测表位是真正B 细胞

4、表位的几率更大， 假如能进一步结合蛋白质二级结构推测结果，就可以选出可信度更高的B 细胞表位。 如何选择有效的 B 细胞表位是能否实现无完整蛋白质抗原条件下抗体制备的关键。2、对于 B 细胞表位的选择，对于已有空间结构信息的蛋白质抗原，直接选择蛋白分子外表的 loop 区或无规卷曲区域的小肽序列作为候选B 细胞表位。对于缺乏空间结构信息的蛋白质抗原， 需要依据蛋白质抗原的特点具体分析。假设蛋白质抗原C 末端的序列亲水性好，可以选择C 末端的 6 10 个氨基酸的序列作为候选B 细胞表位，并且最好该序列为该蛋白质所特有。也可接受 B 细胞表位推测程序进行分析，选择不同程序推测的共有 B 细胞表位

5、。 对于同源性很高的家族蛋白，依据序列比对结果选择差异较大的区 域，并且所选序列应当符合B 细胞表位的特点。基于以上原就，本试验选择了10 个蛋白的 14 个表位，并对其中的12 个表位进行了验证。3、对于 B 细胞表位的选择，1 对于空间结构已知的蛋白质，直接选择蛋白分子外表的loop 区或无规卷曲区域的小肽序列。2 对于空间结构未知的蛋白质，可接受以下策略进行选择：A：假设蛋白质 C 末端序列的亲水性好，可以选择 C 末端的 6 10 氨基酸的序列作为候选 B 细胞表位，最好该序列为该蛋白质所特有。可接受SIBBLASTNetworkService:/expasy.ch/tools/bla

6、st/的 BLAST软件进行比对，数据库选择homo sapiens 。B：接受 B 细胞表位推测程序ABCpred和 BepiPred等进行表位推测，选择不同程序推测的共有 B 细胞表位。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C：对于同源性很高的蛋白质，第一依据序列比对结果选择差异较大的区段，并且所选序列应当符合B 细胞表位的特点。4 、二级结构推测分别应用EX-PASY服务器 : /expasy.org/tools 上的GOR44 、HNN Hierarchical Neural Network meth-od、SOPMA 、nnPredictUniversity ofCalif

7、ornia atSanFrancisco UCSF等方法。亲水性、 柔韧性、 外表可能性和抗原表位推测应用 DNAstar软件的子程序Protean, 采用 Hopp-Woods 和 Kyte-Doolittle 方案推测氨基酸的亲水性 5, 6, 接受 Karplus-Schultz 和 Emini 方案推测柔韧性及外表可能性 7, 8, 接受 Jameson-Wolf 方案 9 和吴氏抗原指数法 10 推测潜在的 B 细胞抗原表位。5、对猎取序列的生物信息学处理分析使用 DNASTAR软件分析猎取的序列 ,结合 NCBI 上的 BLAST查找最匹配的短序列。用全部和部分肽序列查询各国专利数

8、据库: /appft1. uspto. gov/netahtml/PTO/search-adv. ht/: /freepatentsonline. com /5194592. htm /: /stcsm. gov. cn/resource/data/zhuanl.i asp#1使用蛋白质在线分析工具分析多肽的疏水性、PI 值、稳固性 : /expasy. org/: /rcsb. org/pdb/cgi/explore. cg.i pdbId=1fi6: /rcsb. org/pdb/search/searchSequence. do: /expasy. org/sitemap. html:

9、/expasy. org/tools/#translate: /expasy. org/tools/blast/常用数据库和推测工具：名称网址 说明ABCpred:/imtech.res.in/raghava/abcpred人工神经网络线性B细胞表位推测工具AgAbDb:/202.41.70.51:8080/agabdb2/抗原 -抗体共结晶结构的分子相互作用数据库AntiJen:/jenner.ac.uk/AntiJenB 细胞表位定量结合数据库Bcipep:/imtech.res.in/raghava/bcipep/B 细胞表位数据库Bepipred:/cbs.dtu.dk/service

10、s/BepiPred基于序列的线性表位推测工具CEP:/bioinfo.ernet.in/cep.htm基于结构的连续性和非连续性表位推测工具DiscoT ope:/cbs.dtu.dk/services/DiscoTope基于序列 /结构的非连续性表位推测工具Epitome:/ rostlab.org/services/epitome 抗原 -抗体相互作用残基数据库HIV database:/ hiv.lanl.gov/content/immunology HIV 免疫表位数据库IEDB :/ immuneepitope.org T 细胞和 B 细胞表位数据库含阴性数据IEDB B-cell

11、 :/ immuneepitope.org/tools/bcell/iedb_input 基于序列的线性表位推测工具epitope tools6、B 细胞表位推测的方法及应用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结线性表位的推测方法B 细胞表位的推测方法主要集中于线性表位，在二十世纪七、八十岁月进展起来的大量的推测 B 细胞表位的算法都是基于蛋白质序列。这些算法包括： 蛋白质的亲水性算法Hydrophilicity：认为蛋白质各氨基酸残基可分为亲水残基和疏水残基两类。在机体内， 疏水性残基一般被埋在蛋白内部，而亲水性残基位于蛋白质外表，因此，蛋白的亲水部位与蛋白抗原表位有着亲热的联系。

12、Hopp-WoodsHoop TPet al.,1981 算法为最常用的。可及性算法 Accessibility：常用的有 Janin 可及性参数，即指蛋白质抗原中氨基酸残基被溶剂分子接触的可能性RudolphR et al.,1990 。它反映了蛋白质抗原各个氨基酸残基的分布情形。蛋白质可塑性算法Flexibility ：此算法认为蛋白质抗原构象的多肽链骨架具有确定程度的活动性，活动性强的氨基酸残基即可塑性大，易形成抗原表位Karplus PA et al.,1985。蛋白质二级结构推测算法Secondary structure：该算法认为蛋白质二级结构与蛋白质表位的分布关系亲热。螺旋、折叠

13、化学键键能比较高， 形状固定，常处于蛋白质内部，难以与抗体嵌合，而转角和无规章卷曲多处于蛋白质 的外表，结构松散，易呈现在蛋白质外表，有利于与抗体嵌合，成为抗原表位的可能性大 来鲁华 ,1993 。蛋白质抗原性算法 Antigenicity： WellingWelling GW.,1985通过对 20 个已争论得很透的蛋白质的69 个连续位点的 606 个氨基酸统计分析，用各氨基酸残基在已知B 细胞表位中显现的百分率与其通常在蛋白质中显现的百分率比值的对数建立了抗原性刻度，并以此运算蛋白中各亚序列的抗原性。这些方法的代表软件有PEOPLEAlix AJ et al.,1999 、 PREDIT

14、OPPellequer JL et al.,1993 、BEPITOPEOdorico M et al.,2003 、BcepredSaha S et al.,2004 等。但是最近 Blythe 及 FlowerBlythe MJ et al.,2005 对氨基酸的性质与线性表位的关系做了一个评估， 结果说明基于氨基酸序列信息来推测线性表位，即使很好的结合了氨基酸的各种性质，其预测结果仅略强于随机推测。近年来，一些应用隐形马尔可夫模型HMM 、人工神经网络ANN 、支持向量机算法SVM 及其他技术的机器争论方法PonomarenkoJVet al.,2007 已经被引入来推测 B 细胞表位，

15、取得了较好的结果。 代表软件有 ABCpredSaha S et al.,2006 、BepiPredLarsen JEet al.,2006、APPChen J et al.,2007等。ABCpred 接受人工神经网络来推测线性表位，从Bcipep和 SwissProt数据库中提取非冗余的表 位肽和非表位肽作为训练集，接受5- 折交叉验证，推测敏捷性约为67% ，特异性约为64% 。BepiPred结合氨基酸的性质 亲水性、 柔韧性、 可及性、 极性、暴露外表、 转角和隐形马尔可夫模型来推测线性表位，推测结果说明，同那些仅依靠于氨基酸性质的预测方法相比， BepiPred推测结果的精确性有

16、确定程度的提高。Chen et al.2007发觉氨基酸通常成对显现在抗原表位的频率要比其显现在非表位肽段的频率高，基于此，并联合支持向量机算法建立了APP 方法。应用此方法在872 个表位肽和 872 个非表位肽数据集中，接受 5- 折交叉验证， 推测精确度为 71% 。Yasser EL-ManzalawyEL-ManzalawyY et al.,2021 等接受同一数据集对这三种方法进行比较，结果说明ABCpred推测表位的精确性略高于 BepiPred 及 APP 。构象表位的推测方法目前， 绝大多数 B 细胞表位推测方法都是基于蛋白质的一级或二级结构的，但这些方法只能用来推测由连续的

17、氨基酸残基构成的线性表位，而基于蛋白质的三级结构来推测构象表位的方法比较少，这是由于各种抗原的构象表位可获得的数据要远远少于线性表位，并且到目前为止，几乎没有哪个抗原的全部的表位都能够完全的争论清楚 HasteAndersenP et al.,2006 。基于蛋白质三级结构来推测构象表位的方法CEPKulkarni-Kale U et al.,2005Conformational Epitope Prediction：这是第一个以抗原蛋白的三级结构PDB 文件作为输入条件，以构象性表位推测为主要目的的网上免费服务软件。它供应了一个推测构象表位的web界面，这种方法除了能够推测构象表可编辑资料

18、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结位，同时也能推测线性表位。它主要依据氨基酸残基的溶剂可及性及空间距离截值来预测表位，其公布的推测精度达75% 。DiscoTopeHaste Andersen P et al.,2006：是通过蛋白质三级结构数据来推测构象表位的一种新方法，这种方法通过对 X 射线晶体衍射确定的 76 个抗原抗体复合物所组成的构象表位数据集进行大量统计度量、空间特点分析和外表可及性运算， 对 B 细胞构象性表位进行推测，最终对组成蛋白序列的每个氨基酸打分，通过分值来反映某一氨基酸成为表位的可能性，并供应了阈值来确定组成表位的氨基酸残基。推测蛋白质与蛋白质相互作用位点的方法除以

19、上两种方法之外，仍有最近进展起来的一些推测蛋白质与蛋白质相互作用位点的方法。由于抗原抗体之间的相互作用属于蛋白质与蛋白质之间相互作用中的一种，因此，可以参这些方法来推测B 细胞表位。 分子对接： 主要用来争论分子间的相互作用与识别，进而推测复合物结构。 常用的分子对接软件有ZDOCKChen R et al.,2003、DOTShoichetBK et al.,1991、DOCKMandell JG et al.,2001、ClusProComeau SR et al.,2004等。其中 ClusPro是一个供应网上服务的分子对接软件，其能够依据形状互补快速的选择ZDOCK和 DOT 程序产生

20、的对接结果， 并对对接结果聚类， 依据聚类情形对对接结果打分，最终返回 10 个得分最高的对接结果，再依据这些对接结果来确定蛋白质相互作用的位点。 PPI-PredBradford JR et al.,2005protein-protein interface prediction将支持向量机的方法同曲面分析结合在一起推测蛋白质相互作用位点。ProMateNeuvirth H et al.,2004Predicting the location of potential protein-protein binding sitesfor unboundproteins 是将一些蛋白质相互作用界面

21、的重要性质综合起来推测蛋白质相互作用位点。这些性质包括：结合位点通常偏向位于片层及非结构的链。芳香族氨基酸的侧链常会参与蛋白质与蛋白质的相互作用。疏水氨基酸和极性氨基酸常集合在蛋白质与蛋白质相互作用的界面。以及在晶体结构中结合位点的四周有更多的水分子与之结合。 Ponomarenko和 Bourne接受以上几种方法推测构象表位并使用同一评估体系对其进行了比较， 结果说明， 这些方法的精确性均未超过40% ，假如用 ROCRelative operating characteristic曲线下面积的值来评估这些方法，就 DiscoT ope ，和 PPI-PRED的值大约是 0.6 ，ClusP

22、ro的值高于 0.65 ，但未超过 0.7 ，而其它的方法接近于随机推测。尽管这些年来 B 细胞表位推测的方法得到了确定的进展和应用，但这些争论方法仍存在确定的 问题。第一，全部推测表位的方法都缺乏标准的ROCSwets JAet al.,1988评估，这使得各种推测方法的结果难以比较与评估。其次，大多数推测线性表位的方法都具有确定的局限性， 它们仅仅是依据少数的几个表位的特点氨基酸的性质， 残基的外表可及性， 空间分布，分子间接触来推测表位，而最近对各种线性表位推测方法进行评估的结果说明，仅依据氨基酸的性质来预测线性表位的方法并不行靠。要想提高推测的精确性，需将更多表位区分于非表位的特点结合

23、起来推测。最终，目前推测表位的方法大多数是针对于线性表位的，而据争论说明Barlow DJ etal.,198690%以上的表位为构象表位，因此在进一步完善线性B 细胞表位推测争论的基础上， 从蛋白质的三级结构入手，深化对构象性B 细胞表位推测算法与程序的争论。同时，我们也信任随着PDB 数据库中抗原抗体复合物的增加，能够对各种抗原的构象表位进行更广泛的分析，人们对蛋白质抗原表位的争论将更加透彻。以上都是前辈们总结的，我只是借平台和同我一样迷茫的人们一起共享，期望有助于解决问题。但有一点，大多数软件推测得到的是线性表位，需要构像表位，最好结合噬菌体肽库选择。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

24、名师归纳总结选择抗原多肽有如下基本原就：1、尽可能是在蛋白外表2、保证该段序列不形成 -helix3、N ，C 端的肽段比中间的肽段更好4、防止蛋白内部重复或接近重复段的序列5、防止同源性太强的肽段6、交联可以交联在N 、C 两端，选择依据就是交联在对产生抗体不太重要的一端7、序列中不能有太多的产生特异性抗体有益。Pro ，但有一两个 Pro 有好处，可以使肽链结构相对稳固一些，对另外在序列长度方面建议抗原多肽的序列把握在8-20 个氨基酸残基之间，太短，就有由于多肽太特殊、所产生的抗体与自然蛋白之间的亲和力结合才能不够强的风险，同样，如果长度超过 20 ，将有可能引入二级结构，通常合成难度增大，成本高。所产生的抗体失去特异性的可能，而且肽链越长，可编辑资料 - - - 欢迎下载