进化树指导的腺病毒六邻体家族蛋白的快速建模.pdfVIP

Vol. 32 高等学校化学学报 No.8 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSπlES 1838 句 1844 2011 年8 月 进化树指导的腺病毒六邻体家族蛋白的快速建模 袁晓辉l 气王迎晨2 ，曲章义2 ，任家毅l 气王靖飞4 ，郭莹莹4 ， 王雅贤3 ，华东3 ，吴晓敏5 ，杨志伟5 ，高虹2 (1.中国医学科学院北京协和医学院病原生物学研究所，北京 1 ∞730; 2. 哈尔滨医科大学公共卫生学院卫生微生物学教研室，哈尔滨 15∞81 ; 3. 黑龙江中医药大学基础医学院微生物与免疫学研究室，哈尔滨 15∞40; 4. 中国农业科学院哈尔滨兽医研究所，哈尔滨 15α)()1 ; 5. 东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，哈尔滨 15∞40) 摘要 为实现对人腺病毒六邻体家族蛋白进行快速准确的结构建模，发展了一种新的基于进化树的预测蛋 白质家族中一系列分子三维宅间结构的快速建模方法.首先利用邻接法对7 株 D 亚属人腺病毒的六邻体序 列构建了基于距离的进化树，并根据进化树所提供的信息确定最佳六邻体家族蛋白渐进式建模路径，然后 利用 Modeler 与 Channm 程序实现六邻体家族蛋白的快速建模.新的建模方法与传统方法相比，需要的计算 量大大减少，经过结构评估以及与传统方法建模所得到的结构进行比较，证实基于进化树的快速建模结果 是可靠的.人腺病毒六邻体家族蛋白的快速建模对于实现快速高通量的表位预测及开发多价人腺病毒疫苗 与腺病毒分型诊断试剂都具有重大的意义. 关键词 同源建模;进化树;人腺病毒;六邻体家庭蛋白 中固分类号 0641; R373. 1 文献标识码 A 文章编号 0251 -0790(2011 )08-1838 -07 人腺病毒(Human adenoviru脯， HAdVs) 是引起人类呼吸道、肠道及眼部疾病的重要病原体[l] ，在 小儿上呼吸道感染、慢性病及免疫抑制如器官移植和艾滋病人中， HAdVs 常常引起致死性感染.人腺 病毒有6 个亚属(A - F) ，目前共发现有54 个血清型川，这给临床诊断带来了一定的困难.人腺病毒 的主要病毒外壳是由 240 个六邻体( Hexon) 蛋白组成的二十面体结构，型间特异性抗原表位(Epitope) 主要存在于六邻体蛋白上[3] ，准确地预测这些抗原表位对于研制人腺病毒多价疫苗( Multivalent vac- cine) 与人腺病毒快速分型诊断试剂(Di叩ostic agents) [4 ， 5] 意义重大. Hexon 是同源三聚体( Homotri- mer) ，其三维(3D) 空间结构可以直接提供抗原表位的信息，但目前在蛋白质结构数据库(PDB Bank) [6] 中只有人腺病毒2 型与5 型六邻体空间结构被解析[7] ，而且这些已经解析的结构都存在主链 断裂及重要氨基酸缺失等问题[8] 我们[9] 利用同源建模的方法对人3 型腺病毒(HAdV3 )六邻体进行 了空间结构模建，结合进化轨迹预测了该型腺病毒六邻体的型特异性抗原表位，酶联免疫吸附试验 (EUSA) 与中和试验(Neutralization Tests) 证实所预测的表位确为3 型腺病毒的中和抗原表位[ω] 在同源建模技术中，目标序列与模板的同源性大小直接决定了建模的准确性与工作量，同源性越 高所得到的模型越准确，初始模建与后期优化的计算量越小.通常，同源性在30% 以上时，建模的结 果才具有可靠性{ll] ，而当同源性高于50% 以上时，两个蛋白质分子之间大于909岛的 Cα 原子偏移不会 超过0.1 nm[12]. 生物界中存在着许多家族蛋白，这些家族蛋白成员之间的同源性一般可高达75% 以 上[13] 随着高通量全基因组测序技术的发展，目前已知所有型别的人腺病毒六邻体基因序列均已被测 定，如何快速地对多个型别的六邻体家族蛋白进行结构模建，对于实现六邻体高通量表位预测至关重 要.传统的同源建模的方法虽然对单一未知分