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牛冠状病毒纤突蛋白的结构与功能分析
1
作者
陆桂丽
苗书魁
+3 位作者
魏婕
魏玉荣
米晓云
海力且木·买买提依明
《新疆农业科学》
CSCD
北大核心
2024年第11期2844-2852,共9页
【目的】研究新疆牛冠状病毒(Bovine coronavirus,BCoV)流行株的遗传变异规律,分析纤突(Spike,S)蛋白结构与功能特征。【方法】对新疆巴楚县某牛场BCoV阳性的犊牛粪便,提取病毒RNA,采用RT-PCR方法扩增S基因,通过序列测定和拼接,获得BCo...
【目的】研究新疆牛冠状病毒(Bovine coronavirus,BCoV)流行株的遗传变异规律,分析纤突(Spike,S)蛋白结构与功能特征。【方法】对新疆巴楚县某牛场BCoV阳性的犊牛粪便,提取病毒RNA,采用RT-PCR方法扩增S基因,通过序列测定和拼接,获得BCoV S基因全长序列,对其开展生物信息学分析和遗传进化分析。【结果】获得BCoV S基因核苷酸序列(GenBank索引号:OR136878.1)。S基因全长4092核苷酸(nucleotide,nt),编码1363氨基酸(amino acid,aa)。BCoV S蛋白分子量为150.67 Ku,等电点为5.29,有1个跨膜螺旋区,亲水性较弱,疏水性略强。S蛋白主要分布于宿主细胞的内质网膜和高尔基体,具有信号肽的概率为0.9842,是分泌型蛋白,含有14个潜在的N-糖基化位点和132个磷酸化位点。S蛋白具有3个结构域,其中受体结合结构域(Receptor binding domain,RBD)共含有215 aa,无规则卷曲(Coiled coil,Cc)占比最高(62.79%),其次为延伸链(Extended strand,Es)(20.47%)和α-螺旋(α-helix,Hh)(12.56%),β-转角(β-turn,Tt)占比最少(4.19%)。筛选出S蛋白15个优势B细胞表位和11个T细胞表位。S蛋白能与SWISS-MODEL数据库中模板(SMTL ID:7sbw.1.C)同源建模,二者序列相似性为92.00%,模型GMQE值为0.76,QMEAN值为0.82,符合率较高,拉氏图(Ramachandran plots)的Ramachandran favored值为96.14%,表明空间构象合理,模型准确可靠。遗传进化试验扩增的BCoV S基因序列,与2016年我国新疆的BCV-Aks-01株处于同一小分支,两者S基因核苷酸序列同源性为99.1%。【结论】BCoV S蛋白存在多个抗原表位。RBD在病毒进入宿主细胞时具有重要作用,可针对RBD序列设计疫苗靶点,阻止病毒与宿主受体结合。采用生物信息学方法首次分析BCoV S蛋白理化性质、信号肽和亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点、结构域、抗原表位、三级结构和RBD二级结构等特征,为BCoV S基因遗传进化、结构与功能研究、疫苗研发、靶向药物设计提供参考。
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关键词
牛冠状病毒
纤突蛋白
生物信息学分析
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职称材料
题名
牛冠状病毒纤突蛋白的结构与功能分析
1
作者
陆桂丽
苗书魁
魏婕
魏玉荣
米晓云
海力且木·买买提依明
机构
新疆
动物
疫病
研究
重点
实验室
/新疆
畜牧
科学院
兽医
研究所
(
新疆
畜牧
科学院
动物
临床医学
研究
中心
)
出处
《新疆农业科学》
CSCD
北大核心
2024年第11期2844-2852,共9页
基金
新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2021D01A60)。
文摘
【目的】研究新疆牛冠状病毒(Bovine coronavirus,BCoV)流行株的遗传变异规律,分析纤突(Spike,S)蛋白结构与功能特征。【方法】对新疆巴楚县某牛场BCoV阳性的犊牛粪便,提取病毒RNA,采用RT-PCR方法扩增S基因,通过序列测定和拼接,获得BCoV S基因全长序列,对其开展生物信息学分析和遗传进化分析。【结果】获得BCoV S基因核苷酸序列(GenBank索引号:OR136878.1)。S基因全长4092核苷酸(nucleotide,nt),编码1363氨基酸(amino acid,aa)。BCoV S蛋白分子量为150.67 Ku,等电点为5.29,有1个跨膜螺旋区,亲水性较弱,疏水性略强。S蛋白主要分布于宿主细胞的内质网膜和高尔基体,具有信号肽的概率为0.9842,是分泌型蛋白,含有14个潜在的N-糖基化位点和132个磷酸化位点。S蛋白具有3个结构域,其中受体结合结构域(Receptor binding domain,RBD)共含有215 aa,无规则卷曲(Coiled coil,Cc)占比最高(62.79%),其次为延伸链(Extended strand,Es)(20.47%)和α-螺旋(α-helix,Hh)(12.56%),β-转角(β-turn,Tt)占比最少(4.19%)。筛选出S蛋白15个优势B细胞表位和11个T细胞表位。S蛋白能与SWISS-MODEL数据库中模板(SMTL ID:7sbw.1.C)同源建模,二者序列相似性为92.00%,模型GMQE值为0.76,QMEAN值为0.82,符合率较高,拉氏图(Ramachandran plots)的Ramachandran favored值为96.14%,表明空间构象合理,模型准确可靠。遗传进化试验扩增的BCoV S基因序列,与2016年我国新疆的BCV-Aks-01株处于同一小分支,两者S基因核苷酸序列同源性为99.1%。【结论】BCoV S蛋白存在多个抗原表位。RBD在病毒进入宿主细胞时具有重要作用,可针对RBD序列设计疫苗靶点,阻止病毒与宿主受体结合。采用生物信息学方法首次分析BCoV S蛋白理化性质、信号肽和亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点、结构域、抗原表位、三级结构和RBD二级结构等特征,为BCoV S基因遗传进化、结构与功能研究、疫苗研发、靶向药物设计提供参考。
关键词
牛冠状病毒
纤突蛋白
生物信息学分析
Keywords
bovine coronavirus
spike protein
bioinformatics analysis
分类号
S858.23 [农业科学—临床兽医学]
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作者
出处
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1
牛冠状病毒纤突蛋白的结构与功能分析
陆桂丽
苗书魁
魏婕
魏玉荣
米晓云
海力且木·买买提依明
《新疆农业科学》
CSCD
北大核心
2024
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