人源与牛源酪蛋白的致敏性评估：面向新型食品的计算机模拟探索

《EUROPEAN FOOD RESEARCH AND TECHNOLOGY》：Allergenicity assessment of human and bovine caseins: an in silico exploration for novel foods

　　

摘要

牛奶过敏 (CMA) 是全球最常见的食物过敏之一，主要与酪蛋白和乳清蛋白相关。随着对通过精密发酵生产的重组食品蛋白的兴趣日益增长，在蛋白质设计早期阶段评估致敏性的有效策略的需求也随之增加。虽然体外和体内检测是评估致敏性的重要工具，但它们耗费资源和时间。在这种情况下，计算机模拟方法提供了一种有效的早期评估策略。在本研究中，设计并应用了一个综合性的计算机模拟框架来评估七种人类和牛酪蛋白变体，整合了序列分析、文献记录临床证据、线性表位和构象表位预测以及胃蛋白酶消化抗性。此外，分析了工程化牛酪蛋白变体以验证致敏性预测框架。结果显示物种间存在高度差异，人类酪蛋白显示出较低的交叉反应潜力。在物种间识别出具有高构象表位形成潜力和可比胃蛋白酶抗性谱的区域，而牛酪蛋白显示出与已知过敏原 100% 的同一性和较高的临床发病率。此外，计算机模拟工具 AllergenOnline、AllerCatPro 2.0、DiscoTope 3.0、SEP-AlgPro 和 ProsperousPlus 与体外或体内方法相比，能够实现高效的致敏性评估，因为它们使用计算机预测的蛋白质序列，从而克服了可用结构数据的限制。此外，验证分析表明，致敏性预测对广泛序列突变比对局部序列突变更敏感。该框架提供了一个有效的致敏性筛查工具，生成相关信息以支持为新型食品设计更安全的重组食品蛋白。

图文摘要