自身抗原52 kD-Ro/SSA的序列分析及抗原性预测
作者：邓安梅 仲人前 陈孙孝 孔宪涛
单位：上海长征医院全军临床免疫中心，上海200003
关键词：自身抗原52 kD-Ro/SSA；序列分析；抗原表位
中国免疫学杂志990405 中国图书分类号 R392.11
摘 要 目的：分析自身抗原52 kD-Ro/SSA的序列结构，预测其抗原位点。方法：将自身抗原52 kD-Ro/SSA的氨基酸序列输入“蛋白质结构预测”软件包，分析蛋白质分子亲水性、表面可及性、柔性，并模拟其二级结构，预测其主要抗原位点。结果：自身抗原52 kD-Ro/SSA是多抗原位点，其氨基酸序列中120～130、300～320、360～380位间抗原性较强。结论：确定52 kD-Ro/SSA的抗原优势表位，为研究抗原抗体间相互作用及其疾病机制打下基础。
, 百拇医药
Antigenicity prediction of autoantigen 52 kD-Ro/SSA
DENG An-Mei,ZHONG Ren-Qian，CHEN Sun-Xiao et al.Clinical Immunology Center,Changzheng Hospital,Shanghai 200003
Abstract Objective:To predict antigenicity of autoantigen 52 kD-Ro/SSA.Methods:The hydrophilicity accessibility,secondary structure and antigenicity index of autoantigen 52 kD-Ro/SSA were predicted by “Peptide structure prediction” procedure. Results:Dominant epitopes exist in 120～130,300～320,360～380 sites of the sequence of 52 kD-Ro/SSA.Conclusion:The dominant epitopes of 52 kD Ro/SSA were determined and the result will help to understand 52 kD-Ro/SSA-antibody interaction and the pathogenesis of 52 kD-Ro/SSA related autoimmune diseases.
, http://www.100md.com
Key words Autoantigen 52 kD-Ro/SSA Sequence analysis Antigen determinants
抗52 kD-Ro/SSA的自身抗体出现于系统性红斑狼疮(SLE)、干燥综合征(SS)等自身免疫病患者血清中，可能参与疾病的发病机制。已克隆获得52 kD-Ro/SSA 的基因，并在体外培养中得到表达。蛋白质的基因和氨基酸序列中蕴含着重要的信息，利用序列分析软件可进行序列分析与比较，获得许多重要发现。本文应用蛋白质数据与序列分析软件程序包，分析了SLE中自身抗原52 kD-Ro/SSA蛋白质分子性质和结构特点，寻找其特征性结构位点，为进一步的结构-功能研究打下了基础。
1 材料与方法
1.1 蛋白质序列 52 kD-Ro/SSA氨基酸序列如下: MASAA RLTMM WEEVT CPICL DPFVE PVSIE CGHSF CQECI SQVGK GGGSV CAVCR QRFLL KNLRP NRQLA NMVNN LKEIS QEARE GTQGE RCAVH GERLH LFCEK DGKAL CWVCA QSRKH RDHAM VPLEE AAQEY QEKLQ VALGE LRRKQ ELAEK LEVEI AIKRA DWKKT VETQK SRIHA EFVQQ KNFLV EEEQR QLQEL EKDER EQLRI LGEKE AKLAQ QSQAL QELIS ELDRR CHSSA LELLQ EVIIV LERSE SWNLK DLDIT SPELR SVCHV PGLKK MLRTC AVHIT LDPDT AMPWL ILSED RRQVR LGDTQ QSIPG NEERF DSYPM VLGAQ HFHSG KHYWE VDVTG KEAWD LGVCR DSVRR KGHFL LSSKS GFWTI WLWNK QKYEA GTYPQ TPLHL QVPPC QVGIF LDYEA GMVSF YNITD HGSLI YSFSE CAFTG PLRPF FSPGF NDGGK NTAPL TLCPL NIGSQ GSTDY。
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1.2 序列的计算机分析 将52 kD-Ro/SSA序列输入计算机，分析蛋白质等电点曲线，用Kyte-Doolittle氨基酸亲水标准及7个残基一组的预测方案作亲水性分析[1]。用Emini方法预测表面可及性，用Karplus-Schulz标准分析肽链柔性。用Chou-Fasman(CF)和Garnier-Osguthorope-Robson(GOR)方法模拟蛋白质二级结构。Jameson-Wolf 方法进行抗原性分析[2]。
2 结果
2.1 52 kD-Ro/SSA蛋白质分子基本组成结构分析 根据52 kD-Ro/SSA蛋白质等电点曲线计算出等电点为6.35(图1)，进一步对序列组成的功能位点进行分析，表明第421位的N为潜在的糖基化位点。
, 百拇医药 图1 52 kD-Ro/SSA等电点PI值
Fig.1 Isoelectric point of 52 kD-Ro/SSA
2.2 52kD-Ro/SSA亲水性及表面可及性分析 亲水性分析表明残基120～250、300～400位为52 kD-Ro/SSA亲水性较强的区域。表面可及性分析结果表明整个分子可及性较差，120～200、300 位附近有易接近区。
2.3 52 kD-Ro/SSA肽链柔性分析 结果显示150～210、320～330位Bnorm值较高。
2.4 52 kD-Ro/SSA二级结构预测 显示在120～230位有α螺旋结构。
2.5 52 kD-Ro/SSA抗原性分析 可见120～130、300～320和360～380位间抗原性预测值较高。
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3 讨论
蛋白质分子的表位往往位于那些较充分暴露于溶剂或带电的亲水性氨基酸富集的部位，因此对蛋白质的氨基酸序列带电性、极性和疏水性进行分析就可估计出局部亲水性强的区域即表位。在蛋白质分子表面的抗原位点与抗体结合区大小一致的球状结构间有较高的表面可及性，因而根据抗原区域的立体化学征可估算“突出指数”(PI)值，高PI值与抗原位点间有显著相关性。蛋白质的柔性区，即构象可变的柔性肽，使蛋白质的多个结构域间可以自由运动，适应多变的结合配体，扩大了与配体结合的范围。蛋白质的伸展构型还有助于功能区的正确折叠，形成具有生物活性的空间结构。Karplus 和Schultz 方法是基于α碳原子的B因子来预测链柔性的，其Bnorm值在疏水区较低，尤其是在蛋白质疏水内核、抗体不能结合的区域。蛋白质的二级结构对抗原决定簇的位点也有一定作用。Jameson和Wolf根据前人成果，建立了抗原性预测分式:Ai＝Σ0.3(Hi)+0.15(Si)+0.15(Fi)+0.2(cFi)＝0.2(RGi)，Ai 值高即抗原位点可能性高。
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本文分析蛋白质分子亲水性、表面可及性、柔性，并模拟其二级结构，预测其主要抗原位点，结果表明52 kD-Ro/SSA的等电点为6.35，亲水性分析结果显示120～250、300～400为52 kD-Ro/SSA亲水性较强的区域。整个分子表面可及性较差，在120～200、300位附近有易接近区。肽链柔性分析结果显示150～210、320～330位Bnorm值较高。根据CF法和GOR法模拟的52 kD-Ro/SSA蛋白质二级结构显示在120～230位间有α螺旋结构，这可能对于维持抗原决定簇的骨架结构有一定作用。其抗原性分析显示120～130、300～320和360～380位间抗原性预测值较高。综合分析以上结果表明自身抗原52 kD-Ro/SSA可能是多抗原位点，其中在120～130、300～320和360～380间抗原性较强。
52 kD-Ro/SSA蛋白质含475个氨基酸，3个区:①N端，富含赖氨酸/组氨酸，形成DNA/RNA连接结构“锌指”结构，参与DNA或RNA识别。②中央区域，含亮氨酸链结构，是α螺旋组成的螺线图结构，有助于形成分子内二聚体。③C端“rfp样”区。过去研究表明，在不同来源患者及不同疾病(如SLE和SS)间，抗体识别的区域有所差异，提示自身免疫反应受到不同的遗传学和环境因素的调控[3]。
, 百拇医药
随着对已知蛋白一级结构、特定结构域与生物信号相关性研究的不断深入，蛋白质结构预测准确率达60%～80%。我们通过计算机模拟52 kD-Ro/SSA 蛋白质分子的亲水性、柔性、抗原性，初步推测了其二级结构，为进一步寻找抗原的B细胞表位、了解抗原抗体相互作用及其在发病机制的作用打下了基础，将有助于我们进一步认识抗原分子结构与功能之间的关系，了解免疫分子识别的机理。
自身抗原52 kD-Ro/SSA的序列分析及抗原性预测 上海市启明星基金资助项目(No.94QB14002)
作者简介：邓安梅，女，28岁，博士生，主要从事临床免疫学研究；
孔宪涛，男，66岁，教授，博士生导师，从事临床免疫学研究
4 参考文献
[1] Kyte J， Doolittle R F. A simple method for displaying the hydropathic character of a protein. J Mol Biol， 1982;157:105
, 百拇医药
[2] Jameson B A， Wolf H. The antigenic index: a novel algorithm for predicting antigenic determinants. Comput Appl Biosci，1988;4(1):181
[3] Jill P B， Seth G S，John D R et al.Autoantibody response to the "Native" 52 kD SS-A/Ro protein in neouatal lupus syndromes， systemic lupus erythematosus， and sjogren's syndrome. J Immunol， 1994;152:3675
〔收稿1997-07-14 修回1998-02-24〕, 百拇医药
单位：上海长征医院全军临床免疫中心，上海200003
关键词：自身抗原52 kD-Ro/SSA；序列分析；抗原表位
中国免疫学杂志990405 中国图书分类号 R392.11
摘 要 目的：分析自身抗原52 kD-Ro/SSA的序列结构，预测其抗原位点。方法：将自身抗原52 kD-Ro/SSA的氨基酸序列输入“蛋白质结构预测”软件包，分析蛋白质分子亲水性、表面可及性、柔性，并模拟其二级结构，预测其主要抗原位点。结果：自身抗原52 kD-Ro/SSA是多抗原位点，其氨基酸序列中120～130、300～320、360～380位间抗原性较强。结论：确定52 kD-Ro/SSA的抗原优势表位，为研究抗原抗体间相互作用及其疾病机制打下基础。
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Antigenicity prediction of autoantigen 52 kD-Ro/SSA
DENG An-Mei,ZHONG Ren-Qian，CHEN Sun-Xiao et al.Clinical Immunology Center,Changzheng Hospital,Shanghai 200003
Abstract Objective:To predict antigenicity of autoantigen 52 kD-Ro/SSA.Methods:The hydrophilicity accessibility,secondary structure and antigenicity index of autoantigen 52 kD-Ro/SSA were predicted by “Peptide structure prediction” procedure. Results:Dominant epitopes exist in 120～130,300～320,360～380 sites of the sequence of 52 kD-Ro/SSA.Conclusion:The dominant epitopes of 52 kD Ro/SSA were determined and the result will help to understand 52 kD-Ro/SSA-antibody interaction and the pathogenesis of 52 kD-Ro/SSA related autoimmune diseases.
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Key words Autoantigen 52 kD-Ro/SSA Sequence analysis Antigen determinants
抗52 kD-Ro/SSA的自身抗体出现于系统性红斑狼疮(SLE)、干燥综合征(SS)等自身免疫病患者血清中，可能参与疾病的发病机制。已克隆获得52 kD-Ro/SSA 的基因，并在体外培养中得到表达。蛋白质的基因和氨基酸序列中蕴含着重要的信息，利用序列分析软件可进行序列分析与比较，获得许多重要发现。本文应用蛋白质数据与序列分析软件程序包，分析了SLE中自身抗原52 kD-Ro/SSA蛋白质分子性质和结构特点，寻找其特征性结构位点，为进一步的结构-功能研究打下了基础。
1 材料与方法
1.1 蛋白质序列 52 kD-Ro/SSA氨基酸序列如下: MASAA RLTMM WEEVT CPICL DPFVE PVSIE CGHSF CQECI SQVGK GGGSV CAVCR QRFLL KNLRP NRQLA NMVNN LKEIS QEARE GTQGE RCAVH GERLH LFCEK DGKAL CWVCA QSRKH RDHAM VPLEE AAQEY QEKLQ VALGE LRRKQ ELAEK LEVEI AIKRA DWKKT VETQK SRIHA EFVQQ KNFLV EEEQR QLQEL EKDER EQLRI LGEKE AKLAQ QSQAL QELIS ELDRR CHSSA LELLQ EVIIV LERSE SWNLK DLDIT SPELR SVCHV PGLKK MLRTC AVHIT LDPDT AMPWL ILSED RRQVR LGDTQ QSIPG NEERF DSYPM VLGAQ HFHSG KHYWE VDVTG KEAWD LGVCR DSVRR KGHFL LSSKS GFWTI WLWNK QKYEA GTYPQ TPLHL QVPPC QVGIF LDYEA GMVSF YNITD HGSLI YSFSE CAFTG PLRPF FSPGF NDGGK NTAPL TLCPL NIGSQ GSTDY。
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1.2 序列的计算机分析 将52 kD-Ro/SSA序列输入计算机，分析蛋白质等电点曲线，用Kyte-Doolittle氨基酸亲水标准及7个残基一组的预测方案作亲水性分析[1]。用Emini方法预测表面可及性，用Karplus-Schulz标准分析肽链柔性。用Chou-Fasman(CF)和Garnier-Osguthorope-Robson(GOR)方法模拟蛋白质二级结构。Jameson-Wolf 方法进行抗原性分析[2]。
2 结果
2.1 52 kD-Ro/SSA蛋白质分子基本组成结构分析 根据52 kD-Ro/SSA蛋白质等电点曲线计算出等电点为6.35(图1)，进一步对序列组成的功能位点进行分析，表明第421位的N为潜在的糖基化位点。
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Fig.1 Isoelectric point of 52 kD-Ro/SSA
2.2 52kD-Ro/SSA亲水性及表面可及性分析 亲水性分析表明残基120～250、300～400位为52 kD-Ro/SSA亲水性较强的区域。表面可及性分析结果表明整个分子可及性较差，120～200、300 位附近有易接近区。
2.3 52 kD-Ro/SSA肽链柔性分析 结果显示150～210、320～330位Bnorm值较高。
2.4 52 kD-Ro/SSA二级结构预测 显示在120～230位有α螺旋结构。
2.5 52 kD-Ro/SSA抗原性分析 可见120～130、300～320和360～380位间抗原性预测值较高。
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3 讨论
蛋白质分子的表位往往位于那些较充分暴露于溶剂或带电的亲水性氨基酸富集的部位，因此对蛋白质的氨基酸序列带电性、极性和疏水性进行分析就可估计出局部亲水性强的区域即表位。在蛋白质分子表面的抗原位点与抗体结合区大小一致的球状结构间有较高的表面可及性，因而根据抗原区域的立体化学征可估算“突出指数”(PI)值，高PI值与抗原位点间有显著相关性。蛋白质的柔性区，即构象可变的柔性肽，使蛋白质的多个结构域间可以自由运动，适应多变的结合配体，扩大了与配体结合的范围。蛋白质的伸展构型还有助于功能区的正确折叠，形成具有生物活性的空间结构。Karplus 和Schultz 方法是基于α碳原子的B因子来预测链柔性的，其Bnorm值在疏水区较低，尤其是在蛋白质疏水内核、抗体不能结合的区域。蛋白质的二级结构对抗原决定簇的位点也有一定作用。Jameson和Wolf根据前人成果，建立了抗原性预测分式:Ai＝Σ0.3(Hi)+0.15(Si)+0.15(Fi)+0.2(cFi)＝0.2(RGi)，Ai 值高即抗原位点可能性高。
, http://www.100md.com
本文分析蛋白质分子亲水性、表面可及性、柔性，并模拟其二级结构，预测其主要抗原位点，结果表明52 kD-Ro/SSA的等电点为6.35，亲水性分析结果显示120～250、300～400为52 kD-Ro/SSA亲水性较强的区域。整个分子表面可及性较差，在120～200、300位附近有易接近区。肽链柔性分析结果显示150～210、320～330位Bnorm值较高。根据CF法和GOR法模拟的52 kD-Ro/SSA蛋白质二级结构显示在120～230位间有α螺旋结构，这可能对于维持抗原决定簇的骨架结构有一定作用。其抗原性分析显示120～130、300～320和360～380位间抗原性预测值较高。综合分析以上结果表明自身抗原52 kD-Ro/SSA可能是多抗原位点，其中在120～130、300～320和360～380间抗原性较强。
52 kD-Ro/SSA蛋白质含475个氨基酸，3个区:①N端，富含赖氨酸/组氨酸，形成DNA/RNA连接结构“锌指”结构，参与DNA或RNA识别。②中央区域，含亮氨酸链结构，是α螺旋组成的螺线图结构，有助于形成分子内二聚体。③C端“rfp样”区。过去研究表明，在不同来源患者及不同疾病(如SLE和SS)间，抗体识别的区域有所差异，提示自身免疫反应受到不同的遗传学和环境因素的调控[3]。
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随着对已知蛋白一级结构、特定结构域与生物信号相关性研究的不断深入，蛋白质结构预测准确率达60%～80%。我们通过计算机模拟52 kD-Ro/SSA 蛋白质分子的亲水性、柔性、抗原性，初步推测了其二级结构，为进一步寻找抗原的B细胞表位、了解抗原抗体相互作用及其在发病机制的作用打下了基础，将有助于我们进一步认识抗原分子结构与功能之间的关系，了解免疫分子识别的机理。
自身抗原52 kD-Ro/SSA的序列分析及抗原性预测 上海市启明星基金资助项目(No.94QB14002)
作者简介：邓安梅，女，28岁，博士生，主要从事临床免疫学研究；
孔宪涛，男，66岁，教授，博士生导师，从事临床免疫学研究
4 参考文献
[1] Kyte J， Doolittle R F. A simple method for displaying the hydropathic character of a protein. J Mol Biol， 1982;157:105
, 百拇医药
[2] Jameson B A， Wolf H. The antigenic index: a novel algorithm for predicting antigenic determinants. Comput Appl Biosci，1988;4(1):181
[3] Jill P B， Seth G S，John D R et al.Autoantibody response to the "Native" 52 kD SS-A/Ro protein in neouatal lupus syndromes， systemic lupus erythematosus， and sjogren's syndrome. J Immunol， 1994;152:3675
〔收稿1997-07-14 修回1998-02-24〕, 百拇医药