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, 車會蓮*
(中國農業大學食品科學與營養工程學院 食品質量與安全北京實驗室 北京 100083)
基金項目：國家自然科學基金項目（81573158）
作者簡介：郝夢真(1998—)，女，碩士生
通信作者：車會蓮 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構及其致敏性關系研究的重要方面。目前，免疫信息學方法是一種預測過敏原線性表位的常見高效方法。考慮到大多數食物過敏是發生在胃腸道的免疫反應，食物過敏原在胃腸道內的消化情況以及消化產物是影響過敏原致敏性潛能的關鍵因素。樹堅果尤其是核桃，是食物過敏導致致命或接近致命反應的主要原因，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物與已知的線性表位和通過生物信息學預測得到的線性表位進行比較，并將抗消化肽段定位至模擬Jug r 2三維結構上，進一步認識Jug r 2的結構特點，為評估核桃過敏原Jug r 2免疫原性和免疫反應性，以及進一步研究導致食物過敏的過敏原分子結構條件提供試驗參考。
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序列進行分析。同時，利用DNAStar Protean和ABCpred兩種免疫信息學工具對Jug r 2的潛在線性表位進行預測。最后，比較Jug r 2上的耐胃腸道消化肽段與預測得到和文獻報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空間結構上的分布，以建立一套研究食物過敏原線性表位的新流程。
試驗結果：利用DNAStar Protean系統預測Jug r 2，獲得22條潛在B細胞線性表位。利用ABCpred在線工具預測Jug r 2獲得14條B細胞線性表位。兩種工具所預測的B 細胞線性表位存在很多重疊的部分，以兩種工具預測的線性表位作為最終結果，不考慮存在爭議的結果。最終通過兩種生物信息學預測得到8條B細胞線性表位。
利用體外模擬胃液或模擬腸液對Jug r 2進行60 min的消化，經過根據Uniprot數據庫提供的核桃過敏原氨基酸序列構建檢索數據庫，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全序列的AA545~572位置附近含有已知的B細胞線性表位，在AA250~260、AA363~388和AA470~483的抗消化肽與預測線性表位存在部分氨基酸序列的交叉，說明B細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的三維模型結構中，以觀察抗消化肽段的空間分布特點。本研究發現5條抗消化肽段位于轉角結構，2條無規卷曲處。更多抗消化肽段位于Jug r 2的表面，親水性良好，且這些肽段所處轉角和無規卷曲結構具有可變性，會提高抗消化肽與IgE的結合活性。
結論：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，因此尋找相關輔助方法以提高Jug r 2線性表位的識別效率是重要的研究方向。本研究發現了Jug r 2抗消化肽段具有B細胞線性表位所具備的親水性和柔韌性的特點，并且通過一級序列和三維定位分析發現了Jug r 2抗消化肽段與預測和真實的B細胞線性表位以及T細胞線性表位重疊。基于Jug r 2抗消化肽段的一級序列和三維定位的分析可能是預測Jug r 2 線性表位的有效策略。
結語：本研究中核桃蛋白所處的體外消化環境較為簡單，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食物基質中的消化行為，特別是由于腸道不同部位發揮作用的消化酶種類的不同，可能導致該研究結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結合能力仍需更多的核桃過敏患者血清來進一步驗證。
原文鏈接：https://t.cnki.net/kcms/detail?v=z7EBh5rfV004zrz68uaoTRXbEFwYz0qwnlkDT6G4U650DhszJuxQucurWV
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