EIEC IpaH4.5的计算结构动力学与免疫信息学分析，用于设计针对细菌性痢疾的免疫预防策略

《Molecular Diversity》：Computational structural dynamics and immunoinformatic analysis of EIEC IpaH4.5 targeting immunoprophylaxis design against bacillary dysentery

　　

摘要

细菌性痢疾仍然是一个潜在的全球健康问题，主要影响发展中国家的婴儿。由于缺乏获批疫苗以及抗菌素耐药性的蔓延，亟需寻找替代的免疫预防方法。本研究旨在筛选出一种用于预防细菌性痢疾的鼻喷型亚单位疫苗候选物。为此，选择了在多种致病性志贺菌中都存在的毒力相关蛋白EIEC IpaH_4.5作为抗原来源。在其N端区域发现了一种29个氨基酸组成的保护性抗原肽（PAP）（⁴⁴TTTENRIQAVRLLKICLDTREPVLNLSLL⁷²），该肽包含两个B细胞表位、一个CTL表位以及七个HTL表位。这两个T细胞表位均具有较强的HLA结合能力（IC₅₀?<?500?nM）。经过筛选的HTL表位能够有效诱导IFN-γ、IL-4和IL-10的产生，且与人类表位不存在同源性。表位聚类分析显示，该PAP区域可覆盖全球99.68%的人口。通过从头算方法预测出了EIEC IpaH_4.5的3D结构（c-score: 0.44），同时利用同源建模方法构建了与肺巨噬细胞相关的体外人类Toll样受体（TLR1/2/4/5/6）模型。100纳秒的分子动力学模拟结果显示，IpaH_4.5与TLR 4复合物的RMSD值较为稳定，平均波动为0.92?±?0.05?nm。MM/PBSA分析得到的平均?G值为??76.65?±?8.12?kcal/mol，而MM/GBSA分析的数值为??52.40?±?6.45?kcal/mol，表明该复合物在能量层面具有稳定性。计算机模拟显示，IpaH_4.5能够激活体液免疫和细胞免疫。最后，通过计算机模拟克隆技术验证了EIEC IpaH_4.5的理论表达可行性，不过仍需通过实际实验来评估其免疫保护效果。