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由严重急性呼吸综合征2型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的新型冠状病毒病(COVID-19)导致了2019-2020年的大流行。SARS-CoV-2是阳性意义的单链RNA冠状病毒。针对新冠病毒感染的有效对策需要设计和开发特异性和有效的候选疫苗。gydF4y2Ba
为了满足对SARS-CoV-2疫苗的迫切需求,在本研究中,我们使用各种硅质方法设计并验证了一种抗SARS-CoV-2的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和一种辅助T淋巴细胞(HTL)多表位疫苗(MEV)。gydF4y2Ba
设计的mev均由从11个开放阅读框(ORF)中筛选的CTL和HTL表位、SARS-CoV-2蛋白质组的结构蛋白和非结构蛋白组成。两种mev还携带潜在的b细胞线性和不连续表位以及干扰素γ诱导表位。为了增强我们疫苗设计的免疫反应,截断(残基10-153)gydF4y2Ba
在本研究中,我们从SARS-CoV-2蛋白质组的11个ORF蛋白序列中筛选出38个CTL, 33个HTL和12个B细胞表位。此外,筛选的表位与其各自的人白细胞抗原等位基因结合物和与抗原加工相关的转运体(TAP)复合物的分子相互作用得到了积极的验证。利用入围筛选的表位设计了两种新型抗SARS-CoV-2 mev。进一步建立了两种mev的分子模型,并积极验证了它们与toll样受体3的稳定分子相互作用。两种mev的密码子优化cdna在人类细胞系中也被积极分析为高水平的过表达。gydF4y2Ba
本研究在针对SARS-CoV-2感染的前瞻性CTL和HTL疫苗的分子设计方面具有重要意义,有可能引发细胞和体液免疫反应。所设计的mev表位预计将覆盖全球大量人口(96.10%)。因此,这两种设计的mev都可以作为对抗SARS-CoV-2的潜在候选疫苗在体内进行试验。gydF4y2Ba
新型冠状病毒病(COVID-19)是由严重急性呼吸综合征2型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的,已导致一种严重呼吸道疾病的持续爆发,导致死亡,死亡率为3.4% [gydF4y2Ba
目前,新型冠状病毒的感染机制和发病机制尚不清楚。根据国家生物信息中心(NCBI)蛋白质序列数据库[gydF4y2Ba
SARS-CoV-2多蛋白(ORF1ab)全长7096个氨基酸(AAs),由16个不同表达蛋白组成,分别为:先导蛋白(nsp1,位置:1-180 AA);nsp2(地址:181-818 AA);nsp3(前nsp1,携带保守结构域:n端酸性,预测磷酸酯酶,木瓜蛋白酶样蛋白酶,y结构域,跨膜结构域1和二磷酸腺苷核糖1 " -磷酸酶,位置:819-2763 AA);nsp4(包含跨膜结构域2,位置:2764-3263 AA);3C-like蛋白酶(nsp5,主要蛋白酶,介导nsp4下游的裂解,位置:3264-3569 AA);nsp6(假定跨膜结构域,位置:3570-3859 AA);nsp7 (location: 3860-3942 AA);nsp8 (location: 3943-4140 AA);nsp9 (ssrna结合蛋白,位置:4141-4253 AA);nsp10(以前称为生长因子样蛋白,位置:4254-4392 AA); nsp11 (location: 4393-4405 AA); RNA-dependent RNA polymerase (nsp12, location: 4393-5324 AA); helicase (nsp13; zinc-binding domain, NTPase/helicase domain, RNA 5'-triphosphatase, location: 5325-5925 AA); 3'-to-5' exonuclease (nsp14, location: 5926-6452 AA); endo RNAse (nsp15, location: 6453-6798 AA); and 2'-O-ribose methyltransferase (nsp16; location: 6799-7096 AA).
SARS-CoV-2冠状病毒S蛋白是一种结构蛋白,起刺突蛋白的作用;其位置为21563-25384 AA,长度为1273 AA。ORF3a蛋白位于25393- 26220aa,长度为275 AA。E蛋白(ORF4)是一种结构蛋白;其位置为26245-26472 AA,长度为75 AA。M蛋白(ORF5)是一种结构蛋白;位置为26523- 271919aa,长度为222aa。ORF6蛋白位于27202-27387 AA,长度为61 AA。ORF7a蛋白位于27394-27759 AA,长度为121 AA。ORF7b蛋白位于27756-27887 AA,长度为43 AA。 The SARS-CoV-2 coronavirus ORF8 protein is located at 27894-28259 AA, and its length is 121 AA. The N protein) (ORF9) is a structural protein; its location is 28274-29533 AA, and its length is 419 AA. The ORF10 protein is located at 29558-29674 AA and has a length of 38 AA [
尽管SARS-CoV-2冠状病毒蛋白质组中上述蛋白质的确切机制和作用尚不清楚,但这些蛋白质是用于抗SARS-CoV-2冠状病毒感染疫苗的潜在候选蛋白质。在本研究中,我们从上述所有蛋白质中筛选出了高潜能表位;此外,我们设计并提出了针对SARS-CoV-2冠状病毒感染的细胞毒性T淋巴细胞(CTL)和辅助T淋巴细胞(HTL)多表位的候选疫苗。gydF4y2Ba
本研究以SARS-CoV-2冠状病毒为研究对象,筛选了潜在表位,设计并提出了两种由B细胞表位重叠区域的CTL和HTL表位组成的多表位疫苗(mev)。因此,所提出的mev有可能引起体液和细胞免疫反应。增强免疫反应,截断(残基10-153)gydF4y2Ba
分析所选CTL和HTL表位与其各自的人类白细胞抗原(HLA)等位基因结合物的分子相互作用。此外,我们还分析了所选CTL表位与与抗原加工相关的转运蛋白(TAP)腔的分子相互作用,观察其从细胞质到内质网(ER)腔的顺利通过[gydF4y2Ba
多个toll样受体的分子信号是对抗SARS-CoV-2的先天免疫反应的重要组成部分。由于Ov-ASP-1主要结合人外周血单个核细胞中的APCs,并通过toll样受体3 (TLR3)触发促炎细胞因子的产生,因此通过分子对接研究进一步分析了CTL和HTL MEV模型与TLR3的分子相互作用[gydF4y2Ba
使用免疫表位数据库(IEDB)工具MHC(主要组织相容性复合体)-I结合预测和MHC-I加工预测筛选CTL表位[gydF4y2Ba
筛选是基于蛋白质中切割位点的总数。TAP评分估计一半最大抑制浓度(IC)的有效-对数值gydF4y2Ba50gydF4y2Ba)用于与肽或其n端延长前体的TAP结合。MHC结合预测评分为-log (ICgydF4y2Ba50gydF4y2Ba)与肽的MHC结合的值[gydF4y2Ba
所有筛选的CTL表位的免疫原性也通过MHC I Immunogenicity IEDB工具获得[gydF4y2Ba
为了从SARS-CoV-2蛋白中筛选出HTL表位,使用了IEDB工具MHC-II结合预测。该工具为每个潜在的肽生成一个百分位排名。百分位排名越低,亲和性越高。该百分位数排名是由三种不同方法的组合生成的,即组合库、SMM_align和Sturniolo,并通过将肽的得分与SWISS-PROT数据库中其他500万个随机15-mer肽的得分进行比较[gydF4y2Ba
IEDB人口覆盖工具通过从9种SARS-CoV-2蛋白中提取的38个CTL和33个HTL表位来阐明世界人口覆盖率[gydF4y2Ba
基于蛋白序列的Bepipred线性表位预测方法[gydF4y2Ba
从11种SARS-CoV-2蛋白中筛选出的CTL、HTL和B细胞表位使用IEDB表位保护分析工具分析其氨基酸序列的保护性。表位保护是指从NCBI蛋白质数据库中检索到的包含特定表位的蛋白质序列的数量。从NCBI蛋白数据库检索SARS-CoV-2蛋白的全部源蛋白序列进行分析[gydF4y2Ba
ToxinPred工具用于分析候选CTL, HTL和B细胞表位的毒性。该工具能够识别剧毒或无毒的短肽。毒性检查分析使用基于支持向量机的tox - pred方法,使用SWISS-PROT数据库中包含1805个阳性序列和3593个阴性序列的数据集,以及来自翻译欧洲分子生物学实验室(TrEMBL)数据库中包含相同1805个阳性序列和12541个阴性序列的替代数据集[gydF4y2Ba
使用欧洲生物信息学研究所的Clustal Omega工具进行多序列比对分析,对入围的38个CTL、33个HTL和12个B细胞线性表位进行重叠残留分析[gydF4y2Ba
在对候选CTL、HTL和线性B细胞表位进行重叠残基分析的基础上,筛选出少量CTL和HTL表位进行进一步分析。所选的表位在补充图S10中圈出(gydF4y2Ba
瑞士模式(gydF4y2Ba
Pep-fold 2.0 [gydF4y2Ba
PatchDock工具用于将所选CTL和HTL表位与各自的HLA I类和II类等位基因结合物进行硅分子对接研究。PatchDock利用一种算法对蛋白质-蛋白质复合物形成的分子进行非绑定(现实生活)对接。该算法进行刚性对接,通过自由分子间渗透隐式解决表面可变性/灵活性问题。该算法着重于在局部的、基于曲率的表面斑块上进行初始分子表面拟合,利用几何哈希和姿态聚类进行初始变换检测,利用距离变换计算形状互补,基于多分辨率形状表示的高效空间碰撞检测和几何拟合评分,以及通过关注热点丰富的表面斑块利用生物信息[gydF4y2Ba
TAP转运蛋白在CTL表位的表达中起着重要作用。外源蛋白的片段肽经蛋白酶体处理后从细胞质中通过TAP转运体转运至内质网。这些短肽从内质网到达高尔基体,然后呈现在细胞表面[gydF4y2Ba
利用筛选和入围的38个高得分CTL和33个HTL表位设计CTL和HTL mev (gydF4y2Ba
ProtParam工具[gydF4y2Ba
从设计的两个mev的氨基酸序列中,IFN表位服务器使用混合motif和支持向量机方法筛选潜在的IFNγ表位;所使用的基于motif的方法是MERCI (Motif-EmeRging and with class - identification)。该工具从蛋白质序列中预测有能力诱导IFNγ从CD4释放的肽gydF4y2Ba+gydF4y2BaT细胞。该模块从查询序列生成重叠肽,并预测ifn γ诱导肽。为了筛选,IEDB数据库使用了3705个ifn γ诱导和6728个非ifn γ诱导MHC II类结合物[gydF4y2Ba
使用AlgPred进一步分析了所设计的mev的致敏性和抗原性预测[gydF4y2Ba
利用I-TASSER建模工具对所设计的CTL和HTL mev的三级结构进行同源建模[gydF4y2Ba
两个生成的MEV模型都使用ModRefiner [gydF4y2Ba
GalaxyRefine工具通过重复结构扰动和通过分子动力学模拟使用后续结构松弛来细化查询三级结构。GalaxyRefine工具从多个模板生成可靠的核心结构,然后使用基于优化的细化方法重新构建不可靠的循环或终端[gydF4y2Ba
通过RAMPAGE分析工具进一步验证了改进后的CTL和HTL MEV 3D模型[gydF4y2Ba
使用IEDB提供的ElliPro抗体表位预测工具从MEV模型中筛选线性和不连续的B细胞表位。ElliPro方法分析基于蛋白质三维结构中残基的位置。例如,位于覆盖90%内芯蛋白质残基的椭球外的残基的突出指数(PI)最高,为0.9。ElliPro工具预测的不连续表位基于位于最大可能椭球外的两个残基质心之间的距离R(埃)聚类。R值越大,表明在表位中筛选的残基距离越远(残基不连续)[gydF4y2Ba
通过分子对接和分子动力学模拟,对两种mev与TLR3的分子相互作用进行了分析。分子对接使用PatchDock服务器[gydF4y2Ba
利用分子动力学模拟进一步评价了MEV-TLR3分子间的相互作用。分子动力学模拟使用YASARA (Yet Another Scientifc artificial Reality Application)进行10纳秒[gydF4y2Ba
两种mev的cdna,密码子优化表达在哺乳动物(人类)细胞系中,使用Java密码子适应工具生成。用GenScript稀有密码子分析工具对两种mev生成的cdna进行进一步分析。该工具分析给定cDNA的GC含量,密码子适应指数(CAI)和串联稀有密码子频率[gydF4y2Ba
使用MHC-I结合预测和MHC-I加工预测IEDB工具筛选CTL表位。这些表位是根据蛋白质中切割位点的总数,低IC入围的gydF4y2Ba50gydF4y2Ba(nM)值为表位- hla I类等位基因对,并结合到TAP腔。gydF4y2Ba
由MHC-I结合预测工具预测的38个表位具有最高百分位排名入围MEV设计,并在gydF4y2Ba
候选CTL表位的免疫原性也被测定并记录在gydF4y2Ba
入围的高百分位SARS-CoV-2 CTL表位及其各自HLA等位基因结合物的特征。gydF4y2Ba
SARS-CoV-2gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba
|
肽长度,氨基酸gydF4y2Ba | 肽序列gydF4y2Ba | 保护(%)gydF4y2Ba | 免疫原性gydF4y2Ba | 毒性gydF4y2Ba | 等位基因gydF4y2Ba | 方法gydF4y2BabgydF4y2Ba | 百分位gydF4y2Ba |
E蛋白gydF4y2BacgydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | LLFLAFVVFgydF4y2Ba | 480/482 (99.59)gydF4y2Ba | 0.2341gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B15:01gydF4y2Ba | 共识gydF4y2Ba |
0.1gydF4y2Ba |
E蛋白gydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | LTALRLCAYgydF4y2Ba | 478/482 (99.17)gydF4y2Ba | 0.01886gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A01:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.12gydF4y2Ba |
M蛋白gydF4y2BadgydF4y2Ba | 11gydF4y2Ba | YFIASFRLFARgydF4y2Ba | 474/477 (99.37)gydF4y2Ba | 0.19709gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A33:01gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.03gydF4y2Ba |
M蛋白gydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | ATSRTLSYYKgydF4y2BaegydF4y2Ba | 472/477 (98.95)gydF4y2Ba | -0.13563gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A11:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
N蛋白gydF4y2BafgydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | MEVTPSGTWgydF4y2Ba | 485/498 (97.39)gydF4y2Ba | -0.06279gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B44:02gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
N蛋白gydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | KPRQKRTATgydF4y2Ba | 487/498 (97.79)gydF4y2Ba | -0.20542gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B07:02gydF4y2Ba | 共识gydF4y2Ba |
0.1gydF4y2Ba |
orf10gydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | MGYINVFAFgydF4y2Ba | 477/480 (99.38)gydF4y2Ba | -0.09452gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B35:01gydF4y2Ba | 共识gydF4y2Ba |
0.1gydF4y2Ba |
orf10gydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | GYINVFAFPFgydF4y2BaegydF4y2Ba | 232/236 (98.31)gydF4y2Ba | 0.20158gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A23:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.11gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 11gydF4y2Ba | SEMVMCGGSLYgydF4y2Ba | 452/456 (99.12)gydF4y2Ba | 0.32633gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B44:02gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.03gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 11gydF4y2Ba | FYWFFSNYLKRgydF4y2Ba | 455/456 (99.78)gydF4y2Ba | 0.37766gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A33:01gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.04gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 8gydF4y2Ba | ISNSWLMWgydF4y2Ba | 454/456 (99.56)gydF4y2Ba | -0.24791gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B58:01gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.05gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | ETISLAGSYKgydF4y2Ba | 455/456 (99.78)gydF4y2Ba | 0.08174gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A68:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | QEILGTVSWgydF4y2Ba | 455/456 (99.78)gydF4y2Ba | 0.27341gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B44:02gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | STFNVPMEKgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | -0.32016gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A11:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | RMYIFFASFYgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 0.21107gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A30:02gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | FLFVAAIFYLgydF4y2Ba | 454/456 (99.56)gydF4y2Ba | -0.19814gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A02:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | RYFRLTLGVYgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 0.03976gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A30:02gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | FLNGSCGSVgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | -0.20585gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A02:03gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | CTDDNALAYgydF4y2Ba | 476/479 (99.37)gydF4y2Ba | 0.32004gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A01:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | CTDDNALAYYgydF4y2BaegydF4y2Ba | 476/479 (99.37)gydF4y2Ba | 0.28694gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A01:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 11gydF4y2Ba | MYKGLPWNVVRgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | -0.11151gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A33:01gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | SIINNTVYTKgydF4y2BaegydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 0.15936gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A11:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | LPVNVAFELWgydF4y2Ba | 450/456 (98.68)gydF4y2Ba | -0.00254gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B53:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | DEWSMATYYgydF4y2BaegydF4y2Ba | 455/456 (99.78)gydF4y2Ba | 0.07355gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B44:03gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.07gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | YILFTRFFYVgydF4y2Ba | 454/456 (99.56)gydF4y2Ba | -0.02845gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A02:06gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.07gydF4y2Ba |
orf-1abgydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | YIFFASFYYVgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 0.12661gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A02:06gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.07gydF4y2Ba |
ORF3agydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | YLYALVYFLgydF4y2BaegydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 0.40924gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A02:01gydF4y2Ba | 共识gydF4y2Ba |
0.1gydF4y2Ba |
ORF3agydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | IPYNSVTSSIgydF4y2Ba | 454/456 (99.56)gydF4y2Ba | 0.13772gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B51:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.11gydF4y2Ba |
Orf6gydF4y2Ba | 8gydF4y2Ba | RTFKVSIWgydF4y2Ba | 466/481 (96.88)gydF4y2Ba | 0.13151gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B57:01gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.05gydF4y2Ba |
Orf6gydF4y2Ba | 11gydF4y2Ba | AEILLIIMRTFgydF4y2Ba | 471/481 (97.92)gydF4y2Ba | -0.32835gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B44:02gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
ORF7agydF4y2Ba | 8gydF4y2Ba | RARSVSPKgydF4y2Ba | 480/481 (99.79)gydF4y2Ba | -0.18221gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A30:01gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.11gydF4y2Ba |
ORF7agydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | QLRARSVSPKgydF4y2Ba | 479/481 (99.58)gydF4y2Ba | 0.1815gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A03:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.16gydF4y2Ba |
orf7bgydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | FLAFLLFLVgydF4y2Ba | 472/480 (98.33)gydF4y2Ba | -0.16177gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A02:03gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.07gydF4y2Ba |
orf8gydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | HFYSKWYIRgydF4y2Ba | 472/480 (98.33)gydF4y2Ba | -0.27456gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A31:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.11gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2BaggydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | WTAGAAAYYVgydF4y2Ba | 470/472 (99.58)gydF4y2Ba | 0.15455gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A68:02gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | FPNITNLCPFgydF4y2Ba | 472/472 (100.00)gydF4y2Ba | 0.1009gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | B53:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba | NYNYLYRLFRgydF4y2Ba | 465/472 (98.52)gydF4y2Ba | 0.08754gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A33:01gydF4y2Ba | 共识(安/多发性骨髓瘤)gydF4y2Ba | 0.07gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | 8gydF4y2Ba | NYLYRLFRgydF4y2Ba | 465/472 (98.52)gydF4y2Ba | 0.13144gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | A33:01gydF4y2Ba | 安gydF4y2Ba | 0.07gydF4y2Ba |
一个gydF4y2BaSARS-CoV-2:严重急性呼吸综合征冠状病毒gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba方法:人工神经网络。Comblib_sidney2008:组合肽库[gydF4y2Ba
cgydF4y2BaE蛋白:包膜蛋白。gydF4y2Ba
dgydF4y2BaM蛋白:膜蛋白。gydF4y2Ba
egydF4y2Ba与最近发表的表位匹配,表明与结果一致[gydF4y2Ba
fgydF4y2BaN蛋白:核衣壳蛋白。gydF4y2Ba
ggydF4y2BaS蛋白:表面蛋白。gydF4y2Ba
基于百分位排序对11种不同的SARS-CoV-2 ORF蛋白进行HTL表位筛选。百分位秩越小,肽对其各自HLA等位基因结合物的亲和性越高。33个高百分位的表位入围(gydF4y2Ba
入围的高得分SARS-CoV-2 HTL表位及其各自HLA等位基因结合物的特征。gydF4y2Ba
SARS-CoV-2gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba蛋白质gydF4y2Ba | 肽gydF4y2Ba | 保护(%)gydF4y2Ba | 毒性gydF4y2Ba | 等位基因gydF4y2Ba | 方法gydF4y2BabgydF4y2Ba | 百分等级gydF4y2Ba |
E蛋白gydF4y2BacgydF4y2Ba | LLFLAFVVFLLVTLAgydF4y2Ba | 480/482 (99.59)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-03:01 / DPB1-04:02gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.02gydF4y2Ba |
E蛋白gydF4y2Ba | VLLFLAFVVFLLVTLgydF4y2Ba | 480/482 (99.59)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-03:01 / DPB1-04:02gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.02gydF4y2Ba |
M蛋白gydF4y2BadgydF4y2Ba | GLMWLSYFIASFRLFgydF4y2Ba | 465/477 (97.48)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-01:03 / DPB1-02:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.05gydF4y2Ba |
M蛋白gydF4y2Ba | LMWLSYFIASFRLFAgydF4y2Ba | 466/477 (97.69)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-01:03 / DPB1-02:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.05gydF4y2Ba |
M蛋白gydF4y2Ba | LSYYKLGASQRVAGDgydF4y2BaegydF4y2Ba | 472/477 (98.95)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-09:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.06gydF4y2Ba |
N蛋白gydF4y2BafgydF4y2Ba | AQFAPSASAFFGMSRgydF4y2Ba | 486/498 (97.59)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-09:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
N蛋白gydF4y2Ba | IAQFAPSASAFFGMSgydF4y2Ba | 485/498 (97.39)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-09:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
N蛋白gydF4y2Ba | PQIAQFAPSASAFFGgydF4y2Ba | 485/498 (97.39)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-09:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
ORF1abgydF4y2Ba | AIILASFSASTSAFVgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-09:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
ORF1abgydF4y2Ba | ESPFVMMSAPPAQYEgydF4y2BaegydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
ORF1abgydF4y2Ba | IILASFSASTSAFVEgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-09:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
ORF1abgydF4y2Ba | QESPFVMMSAPPAQYgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
ORF1abgydF4y2Ba | SPFVMMSAPPAQYELgydF4y2Ba | 456/456 (100.00)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
ORF3agydF4y2Ba | FVRATATIPIQASLPgydF4y2Ba | 478/481 (99.37)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-02:01 / DPB1-14:01gydF4y2Ba | NetMHCIIpangydF4y2Ba | 0.12gydF4y2Ba |
ORF3agydF4y2Ba | LLFVTVYSHLLLVAAgydF4y2Ba | 467/481 (97.08)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.1gydF4y2Ba |
ORF6gydF4y2Ba | FKVSIWNLDYIINLIgydF4y2Ba | 478/481 (99.38)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DQA1-01:01 / DQB1-05:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.02gydF4y2Ba |
ORF6gydF4y2Ba | KVSIWNLDYIINLIIgydF4y2Ba | 478/481 (99.38)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DQA1-01:01 / DQB1-05:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.02gydF4y2Ba |
ORF6gydF4y2Ba | TFKVSIWNLDYIINLgydF4y2BaegydF4y2Ba | 478/481 (99.38)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DQA1-01:01 / DQB1-05:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.02gydF4y2Ba |
ORF7agydF4y2Ba | IILFLALITLATCELgydF4y2Ba | 479/480 (99.79)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.16gydF4y2Ba |
ORF7agydF4y2Ba | ILFLALITLATCELYgydF4y2Ba | 479/480 (99.79)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.16gydF4y2Ba |
ORF7bgydF4y2Ba | CFLAFLLFLVLIMLIgydF4y2Ba | 231/236 (97.88)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-03:01 / DPB1-04:02gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.03gydF4y2Ba |
ORF7bgydF4y2Ba | LCFLAFLLFLVLIMLgydF4y2Ba | 231/236 (97.88)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-03:01 / DPB1-04:02gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.02gydF4y2Ba |
ORF7bgydF4y2Ba | YLCFLAFLLFLVLIMgydF4y2Ba | 231/236 (97.88)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-03:01 / DPB1-04:02gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.02gydF4y2Ba |
ORF8gydF4y2Ba | CTQHQPYVVDDPCPIgydF4y2Ba | 476/480 (99.17)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB3-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.08gydF4y2Ba |
ORF8gydF4y2Ba | HQPYVVDDPCPIHFYgydF4y2Ba | 476/480 (99.17)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB3-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.08gydF4y2Ba |
ORF8gydF4y2Ba | QPYVVDDPCPIHFYSgydF4y2Ba | 476/480 (99.17)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB3-01:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.07gydF4y2Ba |
ORF10gydF4y2Ba | INVFAFPFTIYSLLLgydF4y2Ba | 476/480 (99.17)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | HLA-DPA1-01:03 / DPB1-02:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.29gydF4y2Ba |
ORF10gydF4y2Ba | YINVFAFPFTIYSLLgydF4y2Ba | 476/479 (99.37)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DPA1-01:03 / DPB1-02:01gydF4y2Ba | 多发性骨髓瘤的共识(comb.lib. / /神经网络)gydF4y2Ba | 0.29gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2BaggydF4y2Ba | KTQSLLIVNNATNVVgydF4y2Ba | 472/472 (100.00)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-13:02gydF4y2Ba | 共识模式/神经网络/ sturniolo)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | LLIVNNATNVVIKVCgydF4y2Ba | 469/472 (99.36)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-13:02gydF4y2Ba | 共识模式/神经网络/ sturniolo)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | QSLLIVNNATNVVIKgydF4y2Ba | 471/472 (99.79)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-13:02gydF4y2Ba | 共识模式/神经网络/ sturniolo)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | SLLIVNNATNVVIKVgydF4y2BaegydF4y2Ba | 471/472 (99.79)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-13:02gydF4y2Ba | 共识模式/神经网络/ sturniolo)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | TQSLLIVNNATNVVIgydF4y2Ba | 471/472 (99.79)gydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba | DRB1-13:02gydF4y2Ba | 共识模式/神经网络/ sturniolo)gydF4y2Ba | 0.01gydF4y2Ba |
一个gydF4y2BaSARS-CoV-2:严重急性呼吸综合征冠状病毒gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba方法:comb.lib.:组合库。Nn:神经网络。稳定矩阵法。gydF4y2Ba
cgydF4y2BaE蛋白:包膜蛋白。gydF4y2Ba
dgydF4y2BaM蛋白:膜蛋白。gydF4y2Ba
egydF4y2Ba与最近发表的表位匹配,表明与结果一致[gydF4y2Ba
fgydF4y2BaN蛋白:核衣壳蛋白gydF4y2Ba
ggydF4y2BaS蛋白:表面蛋白。gydF4y2Ba
还研究了入围表位的人群覆盖率,特别是在中国、法国、意大利、美国、南亚、东亚、东北亚和中东。从这项研究中,我们可以得出结论,联合使用所有入围的CTL和HTL表位,全球平均人口覆盖率高达96.10% (SD 23.74)(补充表S12,gydF4y2Ba
为了筛选B细胞表位,我们使用Bepipred线性表位预测方法。在我们的研究中,我们从11种SARS-CoV-2 ORF蛋白中筛选出了12个B细胞表位,这些表位与入围的CTL和HTL表位部分或完全重叠(gydF4y2Ba
BepiPred方法获得候选SARS-CoV-2线性B细胞表位的特征gydF4y2Ba
SARS-CoV-2gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba蛋白质gydF4y2Ba | 肽长度,氨基酸gydF4y2Ba | 保护(%)gydF4y2Ba | 重叠B细胞表位gydF4y2Ba | 毒性gydF4y2Ba |
M蛋白gydF4y2BabgydF4y2Ba | 12gydF4y2Ba | 471/477 (98.74)gydF4y2Ba | KLGASQRVAGDSgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
N蛋白gydF4y2BacgydF4y2Ba | 42gydF4y2Ba | 483/498 (96.99)gydF4y2Ba | RLNQLESKMSGKGQQQQGQTVTKKSAAEASKgydF4y2Ba |
无毒gydF4y2Ba |
ORF1abgydF4y2Ba | 20.gydF4y2Ba | 455/456 (99.78)gydF4y2Ba | GTTQTACTDDNALAYYNTTKgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
ORF3agydF4y2Ba | 12gydF4y2Ba | 478/481 (99.37)gydF4y2Ba | QGEIKDATPSDFgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
ORF3agydF4y2Ba | 6gydF4y2Ba | 471/481 (97.92)gydF4y2Ba | PYNSVTgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
ORF7agydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | 479/480 (99.79)gydF4y2Ba | LYHYQECVRgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
ORF7agydF4y2Ba | 26gydF4y2Ba | 470/480 (97.92)gydF4y2Ba | VKHVYQLRARSVSPKLFIRQEEVQELgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
ORF8gydF4y2Ba | 23gydF4y2Ba | 460/480 (95.83)gydF4y2Ba | QSCTQHQPYVVDDPCPIHFYSKWgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
ORF8gydF4y2Ba | 9gydF4y2Ba | 476/480 (99.17)gydF4y2Ba | RVGARKSAPgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2BadgydF4y2Ba | 11gydF4y2Ba | 470/472 (99.58)gydF4y2Ba | TPGDSSSGWTAgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | 35gydF4y2Ba | 470/472 (99.58)gydF4y2Ba | FPNITNLCPFGEVFNATRFASVYAWNRKRISNCVAgydF4y2Ba | 无毒gydF4y2Ba |
S蛋白gydF4y2Ba | 62gydF4y2Ba | 454/472 (96.19)gydF4y2Ba | NLDSKVGGNYNYLYRLFRKSNLKPFERDISTEIYgydF4y2Ba |
无毒gydF4y2Ba |
一个gydF4y2BaSARS-CoV-2:严重急性呼吸综合征冠状病毒gydF4y2Ba
bgydF4y2BaM蛋白:膜蛋白。gydF4y2Ba
cgydF4y2BaN蛋白:核衣壳蛋白gydF4y2Ba
dgydF4y2BaS蛋白:表面蛋白。gydF4y2Ba
对筛选的CTL、HTL和B细胞表位的序列保守性分析表明,候选表位具有高度保守性。在ncbi检索的SARS-CoV-2蛋白序列中,CTL表位和HTL表位的氨基酸序列均具有显著的保守性(CTL表位的保守性为96.88% ~ 100%,HTL表位的保守性为97.08% ~ 100%;看到gydF4y2Ba
还对所有筛选的CTL, HTL和B细胞表位进行了毒性分析。ToxinPred对所有候选表位的研究表明,它们都是无毒的(gydF4y2Ba
使用Clustal Omega多序列比对分析工具分析了11个SARS-CoV-2 ORF蛋白的候选CTL、HTL和B细胞表位之间的AA序列重叠。分析表明,几个CTL, HTL和B细胞表位有重叠的AA序列。含有两个或多个重叠AA残基的CTL、HTL和B细胞表位见补充图S3 (gydF4y2Ba
显示CTL、HTL和B细胞表位重叠的表位在补充图S10中圈出(gydF4y2Ba
使用PatchDock工具将所选的CTL和HTL表位与其各自的HLA I类和II类等位基因结合物进行分子对接研究。图像由PyMOL生成[gydF4y2Ba
SARS-CoV-2 CTL表位与HLA等位基因分子对接分析所选CTL和HTL表位的分子对接(青色棒)结合各自HLA I类和II类等位基因结合物的氨基酸残基(品红棒)。研究表明,停靠的配合物是稳定的,形成多个氢键(绿色点,长度单位为埃)。CTL:细胞毒性T淋巴细胞。人类白细胞抗原。gydF4y2Ba
所选CTL表位与TAP腔的分子对接相互作用分析显示,在TAP腔的不同位点形成多个氢键,具有明显的强分子相互作用。两个相互作用的位点是特别感兴趣的:一个更接近细胞质端,另一个更接近内质网腔(gydF4y2Ba
TAP转运体腔内两种CTL表位的分子对接分析。CTL表位(青色棒)在TAP腔内(灰色带/棒)的分子相互作用显示。表位残基与TAP转运体残基之间的详细相互作用如图所示,绿色圆点表示氢键的形成。H键用绿点表示,长度单位为埃。TAP:与抗原加工相关的转运蛋白。gydF4y2Ba
对CTL和HTL mev进行ProtParam分析,分析其理化性质。表4给出了CTL和HTL mev的经验理化性质。两种mev的脂肪族指数和亲水性的大平均表明它们的球形和亲水性质。两种mev的不稳定性指数得分表明了蛋白质分子的稳定性。gydF4y2Ba
根据所设计的CTL和HTL mev的氨基酸序列进行理化性质分析。gydF4y2Ba
财产gydF4y2Ba |
细胞毒性T淋巴细胞多表位疫苗gydF4y2Ba | 辅助性T淋巴细胞多表位疫苗gydF4y2Ba | |
长度(氨基酸)gydF4y2Ba | 704gydF4y2Ba | 810gydF4y2Ba | |
分子gydF4y2Ba |
72.62gydF4y2Ba | 82.80gydF4y2Ba | |
理论突出指数gydF4y2Ba | 9.70gydF4y2Ba | 8.64gydF4y2Ba | |
|
|||
|
|
10gydF4y2Ba | 10gydF4y2Ba |
|
酵母gydF4y2Ba | 30.gydF4y2Ba | 30.gydF4y2Ba |
|
哺乳动物细胞gydF4y2Ba | 20.gydF4y2Ba | 20.gydF4y2Ba |
脂肪指数gydF4y2Ba | 61.09gydF4y2Ba | 96.43gydF4y2Ba | |
亲水性的大平均gydF4y2Ba | -0.090gydF4y2Ba | 0.501gydF4y2Ba | |
不稳定指数gydF4y2Ba | 44.31gydF4y2Ba | 40.28gydF4y2Ba |
ifn γ诱导表位参与适应性和先天免疫反应。利用IFNepitope服务器从CTL和HTL mev的氨基酸序列中筛选出ifn γ诱导的15mer肽表位。共筛选出得分≥1的20个CTL MEV和20个HTL MEV inf γ诱导阳性表位(补充表S2,gydF4y2Ba
AlgPred分析发现,CTL和HTL mev均无致敏性(得分分别为-0.95185601和-1.1293352;阈值为-0.4)。VaxiJen分析表明,CTL和HTL mev也可能是抗原(预测得分分别为0.4485和0.4215;默认阈值为0.4)。因此,使用上述分析工具,预测CTL和HTL mev本质上都是非过敏性和抗原性的。gydF4y2Ba
使用I-TASSER建模工具(gydF4y2Ba
CTL和HTL多表位疫苗的三级结构建模。表位用青色表示。橙色显示佐剂(Ov-ASP-1)。链接器显示为灰色,6xHis标记显示为洋红色。展示了两种mev的卡通和表面演示。CTL:细胞毒性T淋巴细胞。HTL:辅助T淋巴细胞。gydF4y2Ba
生成的CTL和HTL 3D模型都由ModRefiner进一步细化,以修复任何空白,然后是GalaxyRefine细化。ModRefiner对CTL和HTL模型的tm -score分别为0.9189和0.9498;因为这些值接近于1,所以初始模型和细化模型在结构上是相似的。经过细化后,CTL和HTL模型相对于初始模型的rmsd分别为3.367 Å和2.318 Å。进一步,利用GalaxyRefine对CTL和HTL MEV模型进行细化,并根据最佳评分参数选择模型1。CTL MEV模型精细化输出模型(Ramachandran偏好83.6%,GDT-HA 0.9371, RMSD 0.459, MolProbity 2.539,冲突得分23.2,糟糕的轮扰者1.8)和HTL MEV模型精细化输出模型(Ramachandran偏好87.7%,GDT-HA 0.9552, RMSD 0.402, MolProbity 2.537,冲突得分27.9,糟糕的轮扰者1.6)表明,两种MEV都生成了精细化且可接受的模型。经过改进后,所有上述参数均较初始CTL和HTL MEV模型有明显改善(补充表S3,gydF4y2Ba
对CTL和HTL模型进行细化后,使用RAMPAGE分析工具进行分析。改进后的CTL MEV模型在有利区域有85.8%的残留,在允许区域有11.3%的残留,在异常区域只有3.0%的残留;同时,改进后的HTL MEV模型在有利区域有88.9%的残留,在允许区域有8.9%的残留,在离群区域只有2.2%的残留(补充图S5,gydF4y2Ba
利用IEDB服务器上的ElliPro工具进行线性和不连续b细胞表位预测,以识别CTL和HTL mev精细3D模型中潜在的线性和不连续表位。筛选结果显示,CTL MEV携带17个线性和2个潜在不连续B细胞表位,HTL MEV携带17个线性和4个潜在不连续B细胞表位。CTL和HTL MEV中线性和不连续表位的PI得分范围很广,表明表位引起体液免疫反应的潜力很大(PI得分:CTL MEV线性和不连续B细胞表位:分别为0.511-0.828和0.664-0.767;HTL MEV线性和不连续B细胞表位:分别为0.518-0.831和0.53-0.776)(补充表S4, S5, S6和S7,gydF4y2Ba
进一步研究了CTL和HTL mev的精细模型,研究了它们与人TLR3外畴的分子相互作用。因此,利用PatchDock工具将CTL和HTL MEV模型与TLR3晶体结构模型(PDB ID: 2A0Z)进行分子对接。分别选取CTL和HTL mev生成的得分最高的20776和20350的对接构象进行进一步研究。对接得分越高,表明MEV与TLR3受体的几何形状互补拟合构象越符合PatchDock工具的预测结果。CTL和HTL mev对接后均能进入TLR3的外畴区,与TLR3腔区活性位点残基发生大量分子相互作用(gydF4y2Ba
对MEV-TLR3配合物进行了b因子分析。b因子表示原子位置相对于平均值的位移,即原子越灵活,其相对于平均值的位移就越大(均方位移)(gydF4y2Ba
CTL和HTL mev与TLR3的分子对接研究。(A), (D): CTL-TLR3和HTL-TLR3的对接复合物,TLR3受体上的斑块表示PDBsum计算的结合位点区域[gydF4y2Ba
进一步对配合物CTL-TLR3和HTL-TLR3进行分子动力学模拟分析,研究所涉及的分子相互作用的稳定性。MEV-TLR3配合物均表现出非常令人信服的、相当稳定的RMSD值gydF4y2BaαgydF4y2Ba,骨架和所有原子(CTL-TLR3复合物:大约4-7.5 Å;HTL-TLR3 complex:大约3.0-9.8 Å),趋于稳定(gydF4y2Ba
TLR3对CTL和HTL mev的分子动力学模拟。(A), (C): CTL MEV-TLR3配合物和HTL MEV-TLR3配合物的Cα、骨架和所有原子的均方根偏差。(B), (D): CTL MEV和HTL MEV所有氨基酸残基与TLR3免疫受体复合物的均方根波动。埃。COVID-19:冠状病毒病CTL:细胞毒性T淋巴细胞。HTL:辅助T淋巴细胞。MEV:多表位疫苗。TL3: toll样受体3。RMSD:均方根偏差。 RMSD Ca: root mean square deviation for the alpha carbon atoms. RMSD Bb: root mean square deviation for the backbone atoms. RMSD All: root mean square deviation for all atoms. RMSF: root mean square fluctuation.
使用Java密码子适配工具生成了在哺乳动物(人类)宿主细胞系中CTL和HTL表达的优化cDNA。此外,使用GenScript稀有密码子分析工具对两种mev生成的优化cdna进行分析。分析表明,密码子优化的CTL和HTL MEV的cdna在哺乳动物细胞系中具有重要和有利的组成(CTL MEV: GC含量70.40%,CAI评分1.00,0%串联稀有密码子;HTL MEV: GC含量69.26%,CAI得分1.00,串联稀有密码子0%)。理想情况下,cDNA的GC含量为30%-70%;表明cDNA在选择的表达系统中表达的可能性的CAI分数应在0.8和1.0之间;表明cDNA中存在低频密码子的串联稀有密码子频率应<30%。串联稀有密码子可能阻碍cDNA的正常表达,甚至中断所选表达系统的翻译机制。因此,根据GenScript稀有密码子分析,这两个mev的cdna满足所有上述参数,并预测在哺乳动物(人)宿主细胞系中具有高表达。gydF4y2Ba
在本研究中,我们报道了针对SARS-CoV-2感染的CTL和HTL多表位候选疫苗的设计。这些mev由多个CTL和HTL表位组成,在mev的N端截断Ov-ASP-1作为佐剂。为了设计上述mev,我们从SARS-CoV-2冠状病毒的整个蛋白质组中筛选了潜在的CTL和HTL表位。筛选的表位由于IC低而显示出潜力gydF4y2Ba50gydF4y2BaHLA相互作用的值(nM),高免疫原性,无毒,良好的TAP腔相互作用,高保护和高百分位排名(使用IEDB MHC-I结合预测和MHC-II结合预测工具确定)。进一步分析了入选的38个CTL和33个HLT表位及其HLA等位基因结合物的人群覆盖率;结果非常令人满意,世界人口覆盖率达到96.10%。此外,还筛选出了12个长度为4-20个AAs的B细胞表位,这些表位与入围的CTL和HTL表位完全或部分重叠。所有候选表位均高度保守,保守范围在97.08% ~ 100%之间;同时,所有表位均无毒。所有入围的CTL, HTL和B细胞表位也显示出彼此重叠,这进一步表明它们具有高度的免疫原性。选择重叠的CTL和HTL表位进一步分析其与HLA等位基因和TAP腔的分子相互作用。所选择的重叠表位与其各自的HAL等位基因结合物的分子相互作用分析显示了非常好的结果。同样,TAP腔内CTL表位的分子相互作用分析显示,表位从跨膜转运体的细胞质端(C端)顺利通过腔内,到达ER腔内端(N端),结果非常有利。 Further, the two MEVs were designed and modeled utilizing a flexible linker (GGGGS). The chosen adjuvant (truncated Ov-ASP-1) was linked at the N terminal of both the MEVs using a rigid linker (EAAAK). Modeling and further refinement of both the MEVs was performed, and highly sterically acceptable models were generated. The molecular weights of both the MEVs were also very acceptable for expression in suitable systems (CTL MEV: 72.62 kilodaltons, HTL MEV: 82.80 kDa). Further, both the MEVs were shown to contain 20 INFγ-inducing positive epitopes. Both the MEVs were also analyzed to contain numerous linear (CTL: 17, HTL: 17) and discontinuous (CTL: 2, HTL: 4) B cell epitopes. Both the MEVs were analyzed and found to be nonallergenic but antigenic in nature.
此外,分析了CTL和HTL mev与免疫受体TLR3的分子相互作用。TLRs是人类免疫系统的哨兵;因此,两种mev与TLR3良好稳定的相互作用是必不可少的。在我们的研究中,我们证实了CTL和HTL mev与TLR3受体的稳定相互作用。分子对接研究表明,两种mev的大量残基参与了与TLR3受体AA残基的极性接触的形成。此外,基于CTL-MEV-TLR3和HTL-MEV-TLR3骨架均可接受的rmsd,分子动力学研究证实了mev和TLR3之间稳定的分子相互作用。gydF4y2Ba
此外,两种mev在体外均有良好的表达。我们分析了哺乳动物(人类)细胞系表达系统的CTL和HTL mev的密码子偏向cdna,发现非常可接受的CG含量和CAIs以及0%串联稀有密码子。因此,所设计的mev均可在所选择的表达体系中表达,并可作为潜在的抗SARS-CoV-2感染疫苗候选。gydF4y2Ba
我们设计并提出了两个mev,它们来自针对SARS-CoV-2 (COVID-19)的多个CTL和HTL表位。所选的CTL和HTL表位与筛选的线性B细胞表位有显著的序列重叠。候选的CTL和HTL表位用于设计CTL和HTL mev。生成的CTL和HTL mev的三级模型均显示包含潜在的线性和不连续B细胞表位以及潜在的INFγ表位。因此,所设计的mev被预测能够引起体液和细胞免疫反应。由于Ov-ASP-1与apc结合并通过TLR3触发促炎细胞因子的产生,因此在CTL和HTL MEV模型的N端使用截断的Ov-ASP-1作为佐剂。所选重叠聚类表位与其各自HLA等位基因结合位点的分子相互作用通过分子对接研究得到验证。分析了所选CTL表位与TAP转运体空腔的分子相互作用。结合候选CTL和HTL表位对世界人口平均覆盖率的分析显示,覆盖率为世界人口的96.10%。CTL和HTL MEVs与免疫受体TLR3的分子相互作用分析表明,MEVs与TLR3腔的外畴结构非常吻合。 This result was further confirmed by molecular dynamics simulation studies of both the CTL-MEV-TLR3 and HTL-MEV-TLR3 complexes, indicating tendencies toward stable molecular complex formation of both MEVs with TLR3. cDNAs for both MEVs were generated considering codon-biasing for expression in a mammalian (human) host cell line. Both cDNAs were optimized with respect to their GC content and zero tandem rare codons to increase their possibility of high expression in the mammalian host cell line (human). Therefore, for further studies, both the designed CTL and HTL MEVs could be cloned, expressed, and tested for in vivo validation and animal trials as potential vaccine candidates against SARS-CoV-2 infection.
补充材料。gydF4y2Ba
氨基酸gydF4y2Ba
α碳gydF4y2Ba
互补脱氧核糖核酸gydF4y2Ba
冠状病毒病gydF4y2Ba
细胞毒性T淋巴细胞gydF4y2Ba
包膜蛋白gydF4y2Ba
内质网gydF4y2Ba
人白细胞抗原gydF4y2Ba
辅助性T淋巴细胞gydF4y2Ba
最大抑制浓度的一半gydF4y2Ba
免疫表位数据库gydF4y2Ba
干扰素γgydF4y2Ba
主题显现与类别识别gydF4y2Ba
multiepitope疫苗gydF4y2Ba
主要组织相容性复合体gydF4y2Ba
膜蛋白gydF4y2Ba
国家生物信息中心gydF4y2Ba
核衣壳蛋白gydF4y2Ba
开放式阅读架gydF4y2Ba
盘尾丝虫病扭转激活相关分泌蛋白-1gydF4y2Ba
蛋白质数据库gydF4y2Ba
突出指数gydF4y2Ba
均方根偏差gydF4y2Ba
均方根波动gydF4y2Ba
严重急性呼吸综合征冠状病毒2gydF4y2Ba
表面蛋白gydF4y2Ba
与抗原处理相关的转运蛋白gydF4y2Ba
toll样受体gydF4y2Ba
toll样受体3gydF4y2Ba
翻译欧洲分子生物学实验室gydF4y2Ba
violet-indigo-blue-green-yellow-orange-redgydF4y2Ba
另一个科学的人工现实应用gydF4y2Ba
我们感谢印度医学研究委员会(ICMR)为SV提供SRF奖学金(ISRM/11(98)/2019)。我们还感谢ICMR国家疟疾研究所为这些实验提供基础设施和计算设施。我们还感谢曼加拉亚坦大学为实验提供基础设施。gydF4y2Ba
方案由SS和MK设计。方法学由SS、SV、MK和RK执行。全球经济风险分析由RKB进行。数据分析、科学写作和文章修改由SS、SV、MK、RK、RKB、AKS、HJS、MK和KCP完成。gydF4y2Ba
没有宣布。gydF4y2Ba