《Food Bioscience》：In silico allergenicity assessment of yellow mealworm (Tenebrio molitor) proteins using sequence homology and B-cell epitope prediction
编辑推荐：
研究人员对黄粉虫（*Tenebrio molitor*）这一新兴可持续蛋白源的过敏原潜力进行了蛋白质组水平的计算机评估，综合运用蛋白质序列同源性筛选及B细胞表位预测方法，覆盖15,190个黄粉虫蛋白质。与COMPARE过敏原数据库的比对鉴定出418个同源蛋白质
研究人员对黄粉虫（*Tenebrio molitor*）这一新兴可持续蛋白源的过敏原潜力进行了蛋白质组水平的计算机评估，综合运用蛋白质序列同源性筛选及B细胞表位预测方法，覆盖15,190个黄粉虫蛋白质。与COMPARE过敏原数据库的比对鉴定出418个同源蛋白质，而BepiPred 2.0预测出超过214,000个推定表位。同源蛋白质的总表位数量显著高于非同源蛋白质，但该差异可由蛋白质长度解释。约32%的预测表位与保守比对区域重叠。富集分析获得186个候选过敏原，涵盖经典泛过敏原（肌动蛋白、精氨酸激酶、几丁质酶、谷胱甘肽S-转移酶）及尚未被探索的蛋白质家族。该整合分析为优先验证黄粉虫候选致敏蛋白质提供了定量、蛋白质组水平的框架。
随着对可持续及替代蛋白源需求的增长，昆虫作为动物饲料和人类食品的应用受到广泛关注。黄粉虫（*Tenebrio molitor*）因其高营养价值和高效养殖特性，被认为是可持续蛋白质生产的重要候选物种。近年来，欧盟监管机构逐步推进黄粉虫的评估与授权：2017年首次批准其作为水产养殖饲料，2021年扩展至家禽和猪饲料，同年成为首个获批用于人类食用的新颖食品。然而，作为一种新颖食品，其潜在致敏性是安全性评估的关键方面，可能引发原发性致敏和交叉反应性过敏反应。
食品过敏是重要的公共卫生问题，新引入的昆虫蛋白需评估其触发交叉反应的风险。预测性生物信息学工具对于早期检测和表征潜在过敏原至关重要，被推荐为过敏原性评估的一线筛选方法。蛋白质同源性分析通过比较新蛋白与已知过敏原的氨基酸序列相似性来预测交叉反应性，国际食品安全机构建议以35%序列一致性（80个氨基酸窗口）作为潜在过敏原的判定标准。互补地，计算机B细胞表位预测可识别线性序列基序，为免疫识别提供更精细的视角。尽管已有多种计算方法用于B细胞和T细胞表位预测，但其在过敏原相关情境中的性能仍不一致，凸显了整合性、领域特异性分析流程的必要性。
本研究旨在建立一种覆盖整个已知黄粉虫蛋白质组的整合性工作流，将同源性筛选与残基水平表位预测相结合，系统比较蛋白质组规模的致敏潜力，为优先验证过敏原候选物提供可重复的框架。
研究人员开展了如下工作：首先从UniProtKB数据库（v2025_03）获取黄粉虫参考蛋白质组（Proteome ID: UP000719412），包含15,190个蛋白质序列。采用BLASTp方法将黄粉虫蛋白质组与COMPARE过敏原数据库进行比对筛选，参数设定为序列一致性≥35%、比对长度≥80个氨基酸。随后利用BepiRed 2.0进行线性B细胞表位预测。对于鉴定出的同源蛋白质，研究人员进行功能注释，并开展表位富集的统计检验，同时以AllerCatPro 2.0作为互补的相似性比较工具。
研究结果表明，BLASTp筛选产生2,811个高分片段对（HSPs），去冗余后获得437个独特蛋白质，其中418个蛋白质（占已知蛋白质组的2.7%）具有明确的过敏原同源性。这些同源蛋白质与已知过敏原存在序列相似性，提示潜在的交叉反应风险。
关于表位特征分析，研究人员发现同源蛋白质的总表位数量显著高于非同源蛋白质，但这一差异主要由蛋白质长度解释。表位密度（单位长度的表位数量）在同源与非同源蛋白质之间并无差异，该结论得到长度匹配敏感性分析的支持。约32%的预测表位与保守比对区域重叠，表明部分表位位于进化保守的功能区域。
通过表位富集分析，研究人员鉴定出186个候选过敏原，这些蛋白质不仅包括经典的泛过敏原家族，如肌动蛋白、tropomyosin、精氨酸激酶（arginine kinase）、几丁质酶（chitinase）和谷胱甘肽S-转移酶（glutathione S-transferase），还涵盖了尚未被充分探索的蛋白质家族。这些发现拓展了对黄粉虫致敏原谱系的认识。
在讨论部分，研究人员指出该研究提供了首个黄粉虫蛋白质组尺度的预测B细胞表位评估。与预期相反，同源蛋白质中较高的表位绝对数量主要由蛋白质长度而非内在富集导致，表位密度无显著差异。然而，预测表位在保守区域中呈现集中分布特征，这些保守区域可能包含具有免疫学意义的功能基序。该整合框架结合同源性筛选与表位预测，能够实现从蛋白质组规模到残基水平的逐级风险评估，为实验验证提供优先排序依据。尽管计算机预测不能替代临床实验验证，但作为初始分子筛选步骤，该方法可有效指导后续致敏性实验的设计，支持黄粉虫作为新颖食品的的安全评估。
