人ＩＬ－３２α二級(jí)結(jié)構(gòu)及Ｂ細(xì)胞表位的預(yù)測(cè)

摘 要：以人IL-32α的氨基酸序列為基礎(chǔ)，采用SOPMA法預(yù)測(cè)IL-32α的二級(jí)結(jié)構(gòu)：應(yīng)用ProScale、Bcepred服務(wù)器和EMBOSS軟件，分析人IL-32α親水性、柔韌性、可及性和抗原性指數(shù)，并結(jié)合二級(jí)結(jié)構(gòu)特征，預(yù)測(cè)IL-32α的月細(xì)胞表位，結(jié)果顯示：IL-32α的二級(jí)結(jié)構(gòu)由α螺旋(61.07％)和無(wú)規(guī)卷曲(38.93％)組成；其B細(xì)胞表位可能位于N端第87～94、102～108、121～127區(qū)段，預(yù)測(cè)結(jié)果將有助于確定IL-32α的B細(xì)胞表位，為研制抗人IL-32單克隆抗體提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：IL-32：B細(xì)胞表位；二級(jí)結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：R392.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-7847(2007)04-0352-03

IL-32(Interlcukin-32)是最近發(fā)現(xiàn)的前炎性細(xì)胞因子，主要由絲裂原活化的淋巴細(xì)胞、IFN-r活化的上皮細(xì)胞和單核細(xì)胞以及IL-12、IL-18和IL-32活化的NK細(xì)胞分泌，盡管IL-32與已知的細(xì)胞因子家族之間缺乏序列同源性，但卻通過(guò)活化NF-kB和p38 MAPK途徑刺激TNF-α、IL-α、IL-1β IL-6和IL-8等多種細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，進(jìn)而放大炎癥反應(yīng)，臨床研究顯示：類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)滑膜中IL-32的表達(dá)明顯增高，并且與疾病的嚴(yán)重性相關(guān)：在炎性腸病(Innammatory bOWe]disease.IBD)患者的粘膜上皮也發(fā)現(xiàn)了 mRNA的過(guò)表達(dá)，IL-32有4個(gè)剪切突變體IL-32α、IL-32β、IL-32r和IL-32δ，其中IL-32α是分布最為廣泛的形式，本研究根據(jù)人IL-32α基因推導(dǎo)的氨基酸序列，利用分子生物學(xué)軟件，分析IL-32α的B細(xì)胞優(yōu)勢(shì)表位，為研制抗IL-32α單克隆抗體提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 IL-32α的一級(jí)序列

人IL-32α的一級(jí)序列由NCBI提供的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得(NP_001012651)，序列如下：

1．2 人IL-32α二級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)

采用SOPMA(http://npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page)預(yù)測(cè)IL-32α的二級(jí)結(jié)構(gòu)。

1．3 人IL-32α親水性、可及性、柔韌性參數(shù)及抗原位點(diǎn)的預(yù)測(cè)

按Hopp Woods親水性方案預(yù)測(cè)親水性、按Bhaskaran-Ponnuswamy方案預(yù)測(cè)柔韌性(www.ex-pasy.org/tools/protscale.html)；按Emini方案預(yù)測(cè)可及性(www.imtech.res.in/raghava/bceored/bceoredsubmission.html)；用EMBOSS軟件分析抗原位點(diǎn)(http://liv.bmc.uu.se/cgi-bin/emboss/antigenic)，然后綜合各分析方法，取各結(jié)果的重疊區(qū)域，即為可能的B細(xì)胞優(yōu)勢(shì)表位。

2 結(jié)果

2．1 人IL-32α的二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)

通過(guò)SOPMA預(yù)測(cè)的二級(jí)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1

結(jié)果顯示，IL-32α的二級(jí)結(jié)構(gòu)由α螺旋(61.07％)和無(wú)規(guī)卷曲(38.93％)組成。無(wú)規(guī)卷曲集中分布在C端，位于81～102和107～131位氨基酸。

2．2 IL-32α β細(xì)胞表位的單參數(shù)預(yù)測(cè)

根據(jù)Hopp＆Woods的氨基酸親水性標(biāo)準(zhǔn)分析人IL-32α的親水性區(qū)域，預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2，親水性高的區(qū)域位于6～19、22～38、44～55、62～68和72～128位氨基酸，柔韌性和可及性預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖3、圖4，柔韌性較高的區(qū)域?yàn)?2～40，49～55，73～128位氨基酸，IL-32α中可及性較高的區(qū)域位于6～37、45～55、60～128，用EMBOSS軟件分析顯示，4～9、40～45、55～64、67～74、87～94、102～108、121～127為可能的B細(xì)胞表位，表1為各參數(shù)預(yù)測(cè)的結(jié)果。

盡管不同參數(shù)預(yù)測(cè)的B細(xì)胞表位的位置不盡相同，但87～94、102～108、121～127肽段用多種參數(shù)分析得到了基本一致的結(jié)果，這些肽段具有較高的親水性，在二級(jí)結(jié)構(gòu)上位于或富含無(wú)規(guī)卷曲。符合表位分布的特點(diǎn)，并且與抗原性參數(shù)和可及性參數(shù)預(yù)測(cè)的結(jié)果也相符，可能為IL-32α的B細(xì)胞優(yōu)勢(shì)表位。

3 討論

在蛋白質(zhì)B細(xì)胞表位的預(yù)測(cè)中，HoppWoods親水性方案是最常用和最成功的方法，但表位形成是多種因素綜合作用的結(jié)果，單參數(shù)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率較低，因此，還需要將親水性與二級(jí)結(jié)構(gòu)、可及性、抗原性指數(shù)和柔韌性等參數(shù)綜合考慮。

本研究通過(guò)ProScale、Bcepred服務(wù)器上的相應(yīng)軟件和SOPMA、EMBOSS軟件。通過(guò)多參數(shù)分析，預(yù)測(cè)IL-32α的B細(xì)胞表位，二級(jí)結(jié)構(gòu)分析結(jié)果顯示，IL-32α由α螺旋(61.07％)和無(wú)規(guī)卷曲(38.93％)組成，無(wú)規(guī)卷曲集中分布于IL-32α的C端，蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)抗原表位有很大影響，α螺旋和β折疊化學(xué)鍵鍵能比較高，能夠較牢固的維持蛋白的高級(jí)結(jié)構(gòu)，很難合適地與抗體嵌合，且經(jīng)常處于蛋白質(zhì)的內(nèi)部，因而很少可能成為抗原表位所在區(qū)域；而β轉(zhuǎn)角及無(wú)規(guī)卷曲的柔性結(jié)構(gòu)則比較松散，易于發(fā)生扭曲和盤旋并展示在蛋白的表面，成為抗原表位的可能性較大，IL-32α二級(jí)結(jié)構(gòu)中的無(wú)規(guī)卷曲的大量存在，提示IL-32α可能具有多個(gè)B細(xì)胞表位，通過(guò)對(duì)親水性、柔韌性、可及性和抗原性的分析，也提示了這種可能性，為進(jìn)一步提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，我們綜合應(yīng)用二級(jí)結(jié)構(gòu)、親水性、可及性參數(shù)、抗原性和柔韌性參數(shù)預(yù)測(cè)IL-32α的B細(xì)胞表位，結(jié)果顯示：IL-32α中87～94、102～108、121～127肽段用多種預(yù)測(cè)方法均取得基本一致的結(jié)果，因此IL-32α的B細(xì)胞表位可能位于這些區(qū)域。

由于IL-32是新近發(fā)現(xiàn)的前炎性細(xì)胞因子，國(guó)外對(duì)IL-32的研究處于起步階段，該細(xì)胞因子在病理生理中的作用仍有待進(jìn)一步研究，目前尚沒(méi)有抗IL-32的商品化抗體，本文分析結(jié)果為人工合成IL-32的B細(xì)胞優(yōu)勢(shì)表位，進(jìn)而制備抗IL-32單克隆抗體奠定了基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介：周艷春(1966—)，女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，博士，通訊作者，主要從事炎癥和免疫學(xué)疾病方面的研究。