MUC1抗原的B细胞表位预测
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1 材料与方法
1. 1 蛋白质的序列
蛋白质的序列检索自瑞士生物信息研究所提供的 Swiss2
基金项目 :国家“863”课题资助项目 (2002AA214111) Supported by the National“863”Research Projects of China (2002AA214111) 作者简介 :杨清浩 (1965 - ) ,男 ,四川省蓬溪县人 ,博士 ,副主任医师 ,副教授 ,
图 5 MUC1 的抗原性指数分析( DNAStar Protean) Fig 5 Analysis of the antigenic index of MUC1 by DNAStar Protean
图 2 MUC1 亲水性分析( DNAStar Protean) Fig 2 Analysis of hydrophilicity of MUC1 by DNAStar Protean
surface properties of MUC1 , such as physical and chemical characters , hydrophilicity , antigenicity , were analyzed with various methods. Re sult s Many distinct antigenic epitopes in MUC1 were identified by computation : 1210 , 24254 , 65277 , 84291 , 1082134 , 1402156 , 1592174 , 1792196 , 1992210 , 2202233 , 2372265 , 2702299 , 3162337 , 3512362 , 3692396 , 4112420 , and 4452502. Co nclusio n Prediction of the B cell epitope for MUC1 can provide a base for the studies of structure and function of MUC1 , construction of its mutants , and selection of new expression
113 亲水性参数
应用 DNAStar Protean 软件进行 ,采用 Hopp2Woods 等[3 ,4] 方 案。
114 可及性参数
采用 AntheProt 软件提供蛋白质溶剂可及性 (Solvent accessi2 bility) 方案 。
115 可塑性预测
应用 DNAStar Protean 软件进行 ,采用 Karplus2Schultz[5]方案 。
MUC1 抗原的 B 细胞表位预测
杨清浩1 ,王祥卫1 ,金 燕1 ,张立新2 ( 1 第三军医大学新桥医院泌尿外科 ,全军肾脏病中心 ,重庆 400037 ; 2 北京军事医学
科学院 307 医院肿瘤分子室 ,北京 100850)
提 要 : 目的 预测 MUC1 抗原的 B 细胞表位 。方法 联合运用多种方法对 MUC1 的二级结构和表面特性 ,如理化
406
第 27 卷第 2005 年 3
5期 月
ACTA
第 三 军 医 大 学 学 报 ACADEMIAE MEDICINAE MILITARIS
TERTIAE
Vol. 27 Mar.
, No. 2005
5
论著
文章编号 :100025404 (2005) 0520406204
性质 、亲水性 、可塑性 、溶剂可及性及免疫原性等方面进行分析 ,预测 MUC1 的抗原表位 。结果 MUC1 存在有多个潜在的
抗原表位位点 ,可能的蛋白质抗原表位区域 : 1210 ,24254 ,65277 ,84291 ,1082134 ,1402156 ,1592174 ,1792196 ,1992210 ,2202233 ,
forms of MUC1. Key words : MUC1 antigen ; B cell ; epitopewk.baidu.com
MUC1 蛋白是一种高分子量糖蛋白 ,在人膀胱癌 、 乳腺 癌 、卵 巢 癌 、胰 腺 癌 等 腺 上 皮 细 胞 均 有 表 达 。 MUC1 在肿瘤细胞中表达量增高 ,为正常的 100 倍以 上 ;肿瘤细胞 MUC1 广泛分布 ,而正常细胞 MUC1 呈极 性分布 ;MUC1 糖链的糖基化不全 ,导致正常情况下隐 蔽的肽链表位暴露 。基于以上特点 ,MUC1 可作为免 疫治疗的靶点 。为分析研究 MUC1 的结构和功能关 系 ,了解其二级结构特征和表面特性 ,我们在方法学比 较的基础上 ,联合运用多方法预测 MUC1 的抗原表位 。 为研究针对 MUC1 抗原的肿瘤免疫预防和免疫治疗预 措施提供线索 。
STDRSPYEKVSAGNGGSSLSYTNPAVAATSANL MUC1 含 516 个氨基酸 ,分子量 53 ×103 ,含有 3 个 VNTRs 重 复 (PDTRPAPGSTAPPAHGVTSA) 。
212 MUC1 的二级结构预测
采用 DNAStar 软件的 Chou2Fasman 方案和 Garnier 法进行二 级结构预测 ,结果 (图 1) 表明 :MUC1 属于一种混合型蛋白 ,其 中 α, 2螺旋占 11 % β, 2片层占 47 % , Turn (转角) 占 12 % , Coil (无 规则卷曲) 占 30 %。
116 抗原性指数分析
采用 DNAStar Protean 软件提供的抗原指数分析模块 , 与方 法对 MUC1 的抗原表位进行预测 。该模块采用 Jameson2Wolf[6] 的方法 ,为 4 参数联立的综合预测方法包括 : 亲水性 、表面特 性 、可塑性 、二级结构预测方案 。
2 结果
中图法分类号 : R341. 32 ; R392. 11
文献标识码 : A
Prediction of the B cell epitope for MUC1 antigen
YANG Qing2hao1 , WANG Xiang2wei1 , J IN Yan1 , ZHANGLi2xin2 (1Department of Urology , Xinqiao Hospital , Third Military Medical U2
图 1 MUC1 的二级结构分析( DNAStar Protean) Fig 1 Prediction of the secondary structure of MUC1
213 MUC1 的亲水性
结果见图 2 ,MUC1 亲水性区域的分布不均匀 ,中部分布较 为密集 ,亲水性较高区域 :1210 , 25257 ,65282 , 852100 , 1102211 , 2362300 , 3112339 , 3732397 ,4432497 。
niversity , Chongqing 400037 ; 2Department of Oncology , No. 307 Hospital , Academy of Military Medical Sciences , Beijing 100850 , China)
Abstract : Objective To predict the B cell epitope for MUC1 antigen. Metho ds The secondary structure and
211 MUC1 序列分析
MTPGTQSPFFLLLLLTVLTVVTGSGHASSTPGGEKETSATQRSSVPSSTE2
第 5 期 杨清浩 ,等. MUC1 抗原的 B 细胞表位预测 40 7
KNAVSMTSSVLSSHSPGSGSSTTQGQDVTLAPATEPASGSAATWGQD2 VTSVPVTRPAL GSTTPPAHDVTSAPDNKPAPGSTAPPAHGVTSAPDTR2 PPPGSTAPPAHGVTSAPDTRPPPGSTAPAAHGVTSAPDTRPAPGSTAP2 PAHGVTSAPDNRPALASTAPPVHNVTSASGSASGSASTLVHNGTSAR2 ATTTPASKSTPFSIPSHHSDTPTTLASHSTKTDASSTHHSTVPPLTSSN2 HSTSPQLSTGVSFFFLSFHISNLQFNSSL EDPSTD YYQELQRDISEMFLQ2 IYKQGGFL GLSNIKFRPGSVVVQLTLAFREGTINVHDVETQFNQYKTE2 AASRYNLTISDVSVSDVPFPFSAQSGAGVPGWGIALLVLVCVLVALAI2 V YL IALAVCQCRRKN YGQLDIFPARDTYHPMSEYPTYHTHGRYVPPS2
214 MUC1 的溶剂可及性
MUC1 的溶剂可及性分析曲线近似于亲水性方案分析曲线 (图 3) 。可及性较高区域 ,位于 MUC1 分子表面 。可及性较低 区域 ,即埋藏于分子内部的区域 。
图 6 MUC1 的抗原性指数分析( AntheProt) Fig 6 Analysis of the antigenic index of MUC1 by AntheProt
主要从事膀胱肿瘤方面的研究 。电话 : (023) 68752283 收稿日期 :2004211229 ;修回日期 :2005202215
Prot 蛋白质数据库 。
112 二级结构预测
应用 DNAStar Protean 软件提供的模块进行 ,采用 Chou 等提 出的预测方案和 Garnier 法[1 ,2] 。
图 3 MUC1 的溶剂可及性分析 Fig 3 Analysis of solvent accessibility of MUC1
215 MUCI 的可塑性预测
可塑性较高 区 域 (图 4) : 22251 , 57277 , 84290 , 1042113 , 1202 133 , 1392153 , 1602171 , 1802194 , 2202230 , 2562263 , 2702297 , 3142 325 ,3512359 ,3792388 ,4112417 ,4802500 。这些区域可能具有一定 的柔韧性 ,形成表位的可能性较大 ,容易与抗体进行嵌合 。由 于 MUC1 是一种具有一定刚性和伸展性的大分子 ,表达于细胞 表面可覆盖其周围的细胞表面分子 ,从而影响细胞表面分子间 的相互作用 ,从而有助于肿瘤细胞从瘤体上释放出来 ,逃避免 疫系统的监视 。
图 4 MUC1 的可塑性分析 Fig 4 Analysis of flexible regions of MUC1
216 MUC1 抗原表位预测
应用 DNAstar 软件 ,采用 Jameson2Wolf 方法对 MUC1 的抗原 表位进行预测 (图 5 ,6) ,可看出 MUC1 存在有多个潜在的抗原 表位位点 ,可能的蛋白质抗原表位区域 :1210 ,24254 ,65277 ,842 91 ,1082134 ,1402156 ,1592174 ,1792196 ,1992210 ,2202233 ,2372265 , 2702299 , 3162337 , 3512362 , 3692396 ,4112420 ,4452502 。
2372265 , 2702299 , 3162337 , 3512362 , 3692396 ,4112420 ,4452502 。结论 应用多参数预测 MUC1 抗原的 B 细胞表位 ,为进一步
研究 MUC1 结构和功能 、构建 MUC1 突变体和选择表达新型 MUC1 分子奠定了基础 。
关键词 : MUC1 抗原 ;B 细胞 ;表位
1. 1 蛋白质的序列
蛋白质的序列检索自瑞士生物信息研究所提供的 Swiss2
基金项目 :国家“863”课题资助项目 (2002AA214111) Supported by the National“863”Research Projects of China (2002AA214111) 作者简介 :杨清浩 (1965 - ) ,男 ,四川省蓬溪县人 ,博士 ,副主任医师 ,副教授 ,
图 5 MUC1 的抗原性指数分析( DNAStar Protean) Fig 5 Analysis of the antigenic index of MUC1 by DNAStar Protean
图 2 MUC1 亲水性分析( DNAStar Protean) Fig 2 Analysis of hydrophilicity of MUC1 by DNAStar Protean
surface properties of MUC1 , such as physical and chemical characters , hydrophilicity , antigenicity , were analyzed with various methods. Re sult s Many distinct antigenic epitopes in MUC1 were identified by computation : 1210 , 24254 , 65277 , 84291 , 1082134 , 1402156 , 1592174 , 1792196 , 1992210 , 2202233 , 2372265 , 2702299 , 3162337 , 3512362 , 3692396 , 4112420 , and 4452502. Co nclusio n Prediction of the B cell epitope for MUC1 can provide a base for the studies of structure and function of MUC1 , construction of its mutants , and selection of new expression
113 亲水性参数
应用 DNAStar Protean 软件进行 ,采用 Hopp2Woods 等[3 ,4] 方 案。
114 可及性参数
采用 AntheProt 软件提供蛋白质溶剂可及性 (Solvent accessi2 bility) 方案 。
115 可塑性预测
应用 DNAStar Protean 软件进行 ,采用 Karplus2Schultz[5]方案 。
MUC1 抗原的 B 细胞表位预测
杨清浩1 ,王祥卫1 ,金 燕1 ,张立新2 ( 1 第三军医大学新桥医院泌尿外科 ,全军肾脏病中心 ,重庆 400037 ; 2 北京军事医学
科学院 307 医院肿瘤分子室 ,北京 100850)
提 要 : 目的 预测 MUC1 抗原的 B 细胞表位 。方法 联合运用多种方法对 MUC1 的二级结构和表面特性 ,如理化
406
第 27 卷第 2005 年 3
5期 月
ACTA
第 三 军 医 大 学 学 报 ACADEMIAE MEDICINAE MILITARIS
TERTIAE
Vol. 27 Mar.
, No. 2005
5
论著
文章编号 :100025404 (2005) 0520406204
性质 、亲水性 、可塑性 、溶剂可及性及免疫原性等方面进行分析 ,预测 MUC1 的抗原表位 。结果 MUC1 存在有多个潜在的
抗原表位位点 ,可能的蛋白质抗原表位区域 : 1210 ,24254 ,65277 ,84291 ,1082134 ,1402156 ,1592174 ,1792196 ,1992210 ,2202233 ,
forms of MUC1. Key words : MUC1 antigen ; B cell ; epitopewk.baidu.com
MUC1 蛋白是一种高分子量糖蛋白 ,在人膀胱癌 、 乳腺 癌 、卵 巢 癌 、胰 腺 癌 等 腺 上 皮 细 胞 均 有 表 达 。 MUC1 在肿瘤细胞中表达量增高 ,为正常的 100 倍以 上 ;肿瘤细胞 MUC1 广泛分布 ,而正常细胞 MUC1 呈极 性分布 ;MUC1 糖链的糖基化不全 ,导致正常情况下隐 蔽的肽链表位暴露 。基于以上特点 ,MUC1 可作为免 疫治疗的靶点 。为分析研究 MUC1 的结构和功能关 系 ,了解其二级结构特征和表面特性 ,我们在方法学比 较的基础上 ,联合运用多方法预测 MUC1 的抗原表位 。 为研究针对 MUC1 抗原的肿瘤免疫预防和免疫治疗预 措施提供线索 。
STDRSPYEKVSAGNGGSSLSYTNPAVAATSANL MUC1 含 516 个氨基酸 ,分子量 53 ×103 ,含有 3 个 VNTRs 重 复 (PDTRPAPGSTAPPAHGVTSA) 。
212 MUC1 的二级结构预测
采用 DNAStar 软件的 Chou2Fasman 方案和 Garnier 法进行二 级结构预测 ,结果 (图 1) 表明 :MUC1 属于一种混合型蛋白 ,其 中 α, 2螺旋占 11 % β, 2片层占 47 % , Turn (转角) 占 12 % , Coil (无 规则卷曲) 占 30 %。
116 抗原性指数分析
采用 DNAStar Protean 软件提供的抗原指数分析模块 , 与方 法对 MUC1 的抗原表位进行预测 。该模块采用 Jameson2Wolf[6] 的方法 ,为 4 参数联立的综合预测方法包括 : 亲水性 、表面特 性 、可塑性 、二级结构预测方案 。
2 结果
中图法分类号 : R341. 32 ; R392. 11
文献标识码 : A
Prediction of the B cell epitope for MUC1 antigen
YANG Qing2hao1 , WANG Xiang2wei1 , J IN Yan1 , ZHANGLi2xin2 (1Department of Urology , Xinqiao Hospital , Third Military Medical U2
图 1 MUC1 的二级结构分析( DNAStar Protean) Fig 1 Prediction of the secondary structure of MUC1
213 MUC1 的亲水性
结果见图 2 ,MUC1 亲水性区域的分布不均匀 ,中部分布较 为密集 ,亲水性较高区域 :1210 , 25257 ,65282 , 852100 , 1102211 , 2362300 , 3112339 , 3732397 ,4432497 。
niversity , Chongqing 400037 ; 2Department of Oncology , No. 307 Hospital , Academy of Military Medical Sciences , Beijing 100850 , China)
Abstract : Objective To predict the B cell epitope for MUC1 antigen. Metho ds The secondary structure and
211 MUC1 序列分析
MTPGTQSPFFLLLLLTVLTVVTGSGHASSTPGGEKETSATQRSSVPSSTE2
第 5 期 杨清浩 ,等. MUC1 抗原的 B 细胞表位预测 40 7
KNAVSMTSSVLSSHSPGSGSSTTQGQDVTLAPATEPASGSAATWGQD2 VTSVPVTRPAL GSTTPPAHDVTSAPDNKPAPGSTAPPAHGVTSAPDTR2 PPPGSTAPPAHGVTSAPDTRPPPGSTAPAAHGVTSAPDTRPAPGSTAP2 PAHGVTSAPDNRPALASTAPPVHNVTSASGSASGSASTLVHNGTSAR2 ATTTPASKSTPFSIPSHHSDTPTTLASHSTKTDASSTHHSTVPPLTSSN2 HSTSPQLSTGVSFFFLSFHISNLQFNSSL EDPSTD YYQELQRDISEMFLQ2 IYKQGGFL GLSNIKFRPGSVVVQLTLAFREGTINVHDVETQFNQYKTE2 AASRYNLTISDVSVSDVPFPFSAQSGAGVPGWGIALLVLVCVLVALAI2 V YL IALAVCQCRRKN YGQLDIFPARDTYHPMSEYPTYHTHGRYVPPS2
214 MUC1 的溶剂可及性
MUC1 的溶剂可及性分析曲线近似于亲水性方案分析曲线 (图 3) 。可及性较高区域 ,位于 MUC1 分子表面 。可及性较低 区域 ,即埋藏于分子内部的区域 。
图 6 MUC1 的抗原性指数分析( AntheProt) Fig 6 Analysis of the antigenic index of MUC1 by AntheProt
主要从事膀胱肿瘤方面的研究 。电话 : (023) 68752283 收稿日期 :2004211229 ;修回日期 :2005202215
Prot 蛋白质数据库 。
112 二级结构预测
应用 DNAStar Protean 软件提供的模块进行 ,采用 Chou 等提 出的预测方案和 Garnier 法[1 ,2] 。
图 3 MUC1 的溶剂可及性分析 Fig 3 Analysis of solvent accessibility of MUC1
215 MUCI 的可塑性预测
可塑性较高 区 域 (图 4) : 22251 , 57277 , 84290 , 1042113 , 1202 133 , 1392153 , 1602171 , 1802194 , 2202230 , 2562263 , 2702297 , 3142 325 ,3512359 ,3792388 ,4112417 ,4802500 。这些区域可能具有一定 的柔韧性 ,形成表位的可能性较大 ,容易与抗体进行嵌合 。由 于 MUC1 是一种具有一定刚性和伸展性的大分子 ,表达于细胞 表面可覆盖其周围的细胞表面分子 ,从而影响细胞表面分子间 的相互作用 ,从而有助于肿瘤细胞从瘤体上释放出来 ,逃避免 疫系统的监视 。
图 4 MUC1 的可塑性分析 Fig 4 Analysis of flexible regions of MUC1
216 MUC1 抗原表位预测
应用 DNAstar 软件 ,采用 Jameson2Wolf 方法对 MUC1 的抗原 表位进行预测 (图 5 ,6) ,可看出 MUC1 存在有多个潜在的抗原 表位位点 ,可能的蛋白质抗原表位区域 :1210 ,24254 ,65277 ,842 91 ,1082134 ,1402156 ,1592174 ,1792196 ,1992210 ,2202233 ,2372265 , 2702299 , 3162337 , 3512362 , 3692396 ,4112420 ,4452502 。
2372265 , 2702299 , 3162337 , 3512362 , 3692396 ,4112420 ,4452502 。结论 应用多参数预测 MUC1 抗原的 B 细胞表位 ,为进一步
研究 MUC1 结构和功能 、构建 MUC1 突变体和选择表达新型 MUC1 分子奠定了基础 。
关键词 : MUC1 抗原 ;B 细胞 ;表位