学 生 姓 名： | 陈卫栋 | 学 号： | 1104064125 |
学 院： | 化工与环境学院 | ||
专 业： 管理公开课 | 生物工程 | ||
设计(论文)题目脱产班是什么意思： | 甲壳类动物4种过敏原的序列分析、抗 | ||
原表位预测及三维结构建模 | |||
指导教师: | 叶增民 | ||
1．选题依据： | |
1.1概述 1.1.1甲壳类动物 甲壳动物是节肢动物门中的一个纲，其体表都有一层几丁质外壳，称为甲壳。甲壳动物大多数生活在海洋里，少数栖息在淡水中和陆地上。虾、蟹等甲壳动物有5对足，其中4对用来爬行和游泳，还有一对螯足用来御敌和捕食。甲壳动物包括虾类、蟹类、钩虾、栉虾及鳃足亚纲、介形亚纲动物，大约2.6万种之多。虾、蟹等甲壳动物营养丰富，味道鲜美，具有很高的经济价值。有些甲壳还是鱼类等经济动物的饵料。在甲壳动物中，也有一些种类是有害的，如藤壶等。 1.1.2食物过敏原 食物过敏是指人们摄入食物后产生的一种变态反应，临床上表现为荨麻疹，哮喘，腹痛和腹泻等多种症状，严重的可导致休克，甚至危及生命[1]。其中甲壳类水产品过敏可导致患者出现皮肤红肿、哮喘、鼻炎等过敏症状，严重时还伴随着虚脱、休克，甚至危及生命，严重影响着过敏人群的身体健康和生活质量[2]。 1.1.3甲壳类动物的6种过敏原 甲壳类动物的主要过敏原包含精氨酸激酶（Arginine kina，AK）、肌球蛋白轻链（Myosin Light Chain，MLC）、原肌球蛋白（Tropomyosin，TM）、肌质钙结合蛋白（Sarcoplasmic Calcium-binding Protein，SCP）、血蓝蛋白亚基（Hemocyanin Subunits，HCS）和磷酸丙糖异构酶蛋白（Trio phosphate Isomera，TPI）。 belt（1）精氨酸激酶： 精氨酸激酶是调节无脊椎动物能量代谢的重要酶, 在调节无脊椎动物体内磷酸精氨酸与ATP之间的能量平衡过程中具有重要作用[3]。 在无脊椎动物中，根据精氨酸激酶的分子量及结构，可分为: ①单亚基精氨酸激酶，如海湾对虾，相对分子量约为40kD； ②双亚基精氨酸激酶，如海参，相对分子量约为80kD； ③四亚基精氨酸激酶，如环节动物，相对分子量约为150～160kD［3］ 。 （2）肌球蛋白轻链： 肌球蛋白是一个超级家族，是一种多功能肌动蛋白，为肌肉收缩提供动力，是一个六聚体的生物大分子，包括2条质量约220kDa的重链、2条质量约17kDa的基本轻链和2条质量约20kDa的调节性轻链[4] 。 肌球蛋白轻链是肌球蛋白的一个亚基。肌球蛋白轻链拥有自己的肽链，这点与重链不同。肌球蛋白家族中不包含它，但是却对肌球蛋白酶催化超分子复合体的形成有着很重要的作用。肌球蛋白轻链是调控链，调控重链的表达。 （3）原肌球蛋白： 原肌球蛋白，分子量是64KD，由两条互相平行的多肽链扭成螺旋结构，每个Tm的长度相当于7个肌动蛋白，是长杆状。每一条原肌球蛋白都有7个肌动蛋白结合的位点，因此Tm和肌动蛋白细肌丝中的7个肌动蛋白亚基相互结合。主要作用是加强和稳定肌动蛋白丝，抑制肌动蛋白与肌球蛋白结合。 虾中有多种过敏原组分，其中相对分子质量为36000的原肌球蛋白能与超过50％的虾过敏患者血清IgE发生特异性反应，是虾类的主要过敏原。原肌球蛋白是一种来源于虾肌肉组织的糖蛋白。它是由2条不同的α螺旋肽链互相缠绕形成的超螺旋结构，等电点大概在4.5。目前原肌球蛋白的结构已经研究的较为清楚,但对其引起过敏反应的抗原表位的研究还比较缺乏[5]。 （4）肌质钙结合蛋白: 肌质钙结合蛋白是存在于无脊椎动物肌肉和神经组织中的EF-手型钙离子结合蛋白，其功能与脊椎动物的小清蛋白相似，主要参与肌肉的收缩。 （5）血蓝蛋白亚基： 血蓝蛋白是一种多功能蛋白，又称血蓝素，过去被称为呼吸蛋白，但经最新的研究证明，该蛋白与能量贮存、维持渗透压及蜕皮过程的调节有关。它是在某些软体动物、节肢动物(蜘蛛和甲壳虫)的血淋巴中发现的一种游离的蓝色呼吸色素。血蓝蛋白与含铁的血红蛋白类似，含两个直接连接多肽链的铜离子，易于和氧结合，也易与氧解离，是已知的惟一可和氧可逆结合的铜蛋白，氧化时呈青绿色，还原时呈现白色。其分子量450 000～130000。节肢动物的血蓝蛋白一条多肽链与一分子氧结合，含铜量0.17%；软体动物的血蓝蛋白一条多肽链则与6分子氧结合，含铜量0.025%。铜以二价形式与蛋白直接结合。血蓝蛋白有几种催化作用，尤其是在变性后，在特定的条件下具有多酚氧化酶、过氧化氢酶和脂氧化酶等活性。 血蓝蛋白是虾血淋巴中的含铜呼吸蛋白，每个氧结合位点有2个铜原子，其氧的结合位点与另一种铜离子结合蛋白——酚氧化酶的氧结合位点的结构具有很高的相似性。血蓝蛋白在脱氧状态为无色，结合氧为蓝色。 （6）磷酸丙糖异构酶蛋白: 磷酸丙糖异构酶蛋白（Trio-phosphate isomera，通常简称为TPI或TIM）是一种酶，能够催化二羟丙酮磷酸和D型甘油醛-3-磷酸，这两种丙糖磷酸异构体之间的可逆转换。 磷酸丙糖异构酶在糖酵解中有着很重要的作用，对有效能量的生成是具有必不可少的作用。磷酸丙糖异构酶存在于几乎所有的生物体内，包括哺乳动物、植物、昆虫、真菌和大多数细菌中。但也有一些不进行糖酵解的细菌，如解脲支原体，则缺乏该酶。 磷酸丙糖异构酶是由两个相同的亚基所形成的二聚体；每个亚基都包含250个左右的氨基酸残基。每一个亚基的三维结构中都包含位于内部的8个平行β链和位于外部的8个α螺旋。这种结构花样被称为TIM桶或αβ桶，是目前观察到最为普遍的一种蛋白质的折叠方式。这种酶的活性位点位于“桶”的中心，其中一个组氨酸和一个谷氨酸参与了催化反应的进程。在所有已知的磷酸丙糖异构酶中，活性位点附近的残基序列都很保守。 1.1.4蛋白质的序列分析 蛋白质序列的基本性质分析是蛋白质序列分析的基本方面，一般包括蛋白质的理化性质、跨膜区、信号肽、亲水性/疏水性、Coil区分析及结构功能域等方面的分析。蛋白质的功能特征大都可以通过直接分析其序列而获得。 1.1.5抗原表位 抗原是指能刺激机体产生特异性免疫应答，并与免疫应答产物（抗体）或致敏淋巴细胞结合，发生免疫效应的物质，包括免疫原性和反应原性两个固有属性[6] 。抗原表位，又称抗原决定簇（antigenic determinant，AD），指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团。抗原通过抗原表位与相应的淋巴细胞表面的抗原受体结合，从而激活淋巴细胞，引起免疫应答；抗原也借表位与相应抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合而发挥免疫效应。抗原表位的性质、数目和空间构型决定抗原的特异性。 1.2国内外研究进展 国内外研究表明，食物中的过敏原多为相对分子质量在10000～70000的糖蛋白，一般对热、酸和蛋白酶稳定[7-8]。甲壳类动物主要过敏原为原肌球蛋白(Tropomysin，TM)．相对分子质量约为36 000，对热稳定，序列保守性高，且种间能够发生明显交叉反应[9]。另外，国外研究者从 Penaeus indicus [10]、Penaeus aztecus [11]、Metapenaeus ensist [12]和 Parapenaeus fissures [13]等4种虾中分别纯化出相对分子量为36kDa的原肌 球蛋白, 并证实了其为虾的主要过敏原。中国对虾过敏原的部分基因序列长为1034共编码 264个氨基酸，密码子的偏好性强,不同海产动物过敏原基因的有效密码子及碱基含量有很大的相似性。从基因序列和氨基酸序列的角度看，中国对虾的过敏原蛋白与其他种类海产甲壳动物的过敏原蛋白具有很强的相似性，这可能是导致海产品过敏原蛋白活性交叉反应的重要原因之一[14]。甲壳类动物重要过敏原精氨酸激酶(Arginine kina，AK)是调节无脊椎动物能量代谢的重要酶类，其相对分子质量约为40000[15-16]。近年来，Ayuso等人发现肌球蛋白轻链(Myosin light chain，MLC)是凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)新型过敏原[17]，Shiomi等证实肌质钙结合蛋白(Sarcoplasmic calcium-binding protein，SCP)是斑节对虾(Penaeus monodon)新型过敏原[18]。另外，经证实血蓝蛋白亚基(Blue blood protein subunits,HCS)和磷酸丙糖异构酶蛋白(Trio-phosphate isomera,TIM)也是甲壳类动物的重要过敏原。随着发现的甲壳类动物过敏原越来越多，以及对食物过敏认识的不断深入，对甲壳类动物不同过敏原之间相似性分析的研究逐渐成为热点之一。 随着生物信息学的高速发展，蛋白质的序列分析、抗原表位预测、三维结构建模的研究日渐成熟。本文也是利用生物信息学的方法，对甲壳类动物进行六种过敏原的序列分析、抗原表位预测和三维结构建模，来探明甲壳类动物六种过敏原之间是否存在相似性，以避免更多的过敏症状的发生。 1.3选题目的和意义 近年来食品安全问题受到越来越多人的重视，食物过敏已引起了人们的普遍关注。随着人们饮食结构的巨大变化，海产品受到越来越多人的青睐，但是人们对甲壳类海产品的认识还不是很完善，使得好多消费者出现了过敏的症状。在引起过敏的食物中，水产品是其中重要的一类。我国是世界水产品的最大生产国，随着水产品在国民生活和出口创汇方面所占比重的逐年增加，水产品过敏发病率也有明显增加的趋势。由于过敏的长期性和严重性，使得海产品过敏成为重要的公共健康问题。因此加强甲壳类食物过敏原的研究，为该类食物过敏的诊断和防治提供技术依据。 本题通过对甲壳类动物6种过敏原的序列进行分析，抗原表位预测，及三维结构建模，以清楚的了解甲壳类类6种过敏原的抗原表位的结构及其序列，进而更深入地了解过6种过敏原引起过敏的发病机理，为进一步对该过敏原的研究打下基础。 1.4论文安排 （1）6种过敏原的理化性质分析 （2）6种过敏原的疏水性分析 （3）6种过敏原的跨膜区分析 （4）6种过敏原的信号肽预测 （5）6种过敏原的Coil区分析 （6）6种过敏原的亚细胞定位好听的儿童歌曲 （7）6种该过敏原蛋白质的二级结构预测 （8）6种过敏原的B细胞抗原表位预测 （9）6种过敏原的T细胞抗原表位预测 （10）三维结构建模 参考文献 [1] Sicherer SH,Munoz Furlong A,Burks AW,etal .Prevalence of peanut and tree nut allergy in the US determined by a random digit dial telephone survey[J].J Allergy Clin Immuol,1999,l03(4):559~562． [2] Leung NY ,Wai CY,Shu S,etal.Current immunological and molecular biological perspectives on afood allergy:A comprehensive review[J]. Clinical Reviews in Allergy & Immunology,2012,46(3):180～197. abbr[3] 朱雯静.蝗虫精氨酸激酶的活性中心及其抑制剂研究[D].泰安:山东农业大学 2008． [4] Vale RD ,Milligan R A ,The way things move:looking under the hood of molecular motor proteins [J ].Science,2000,5463 (288):88～95. [5] Daul CB ,Slattery M ,Ree G ,eta1,Identifi cation of the major brow shrimp as the muscle protein tropomyosin [J].Int Arch allergy Clin Immunol,1994,105(1):49～55． [6]郭春艳,赵向绒,胡军.B 细胞抗原表位的研究进展及其应用[J].生物技术通 讯,2013,24(2):266～270. [7] 刘光明,沈苑,曹敏杰,等.虾类过敏原的识别,纯化和检测技术研究[J].中国食品学报,2008,8(6):142～148. [8] 黄园园书香伴我成长演讲稿600字左右,刘光明,周利亘,等.蟹类主要过敏原的模拟胃液消化及其对过敏原活性的影响[J].中国食品学报.2009,9(4):15～22． [9] Leung PS，Chow WK，Dufey S，eta1．IgE reactivity against across-reactive allergen in crustacea and mollusca：evidence for tropomyosin as the common allergen[J]．J Allergy Clin Immunol,1996,98(5):954～961. [10] Daul CB,Slattery M,Ree G,Lehrer SB. Identification of the major brown shrimp (Penaeus aztecus)allergen as the muscle protein tropomyosin [J]. International Archives of Allergy and Immunology,1994,105: 49～55. [11] Leung P S C,Chu K H,Chow W K,etal. Cloning,expression,and primary structure of Metapenaeus ensis tropomyosin,the major heat stable shrimp allergen [J].J Allergy Clin Immunol,1994,94:882～890. [12] Lin R Y,Shen H D,Han S H. Identification and characterization of a 30kD major allergen from Parapenaeus fissures[J].J Allergy Clin Immunol,1993,92:837～845. [13] S B Lehrer,R Ayuso, G Ree. Seafood Allergy and Allergens: A Review[J]. Marine Biotechnology,2003(5):34～38. [14] 李振兴,林 洪 ,王晓斐,等.中国对虾过敏原基因特征的生物信息学分析[J].食品科学,2009,30(5):175～178. [15] Yu CJ,Lin YF,Chiang B,eta1.Proteomics and immunological analysis of a novel shrimp allergen,Pen m 2[J],J Immunol,2003,170(1):445～453． [16] Shen Y,Cao MJ,Cai QF,eta1.Purification,cloning,expression and immunological analysis of Scylla rrata arginine kina,the crab allergen [J].J Sci Food Agric,2011,91(7)：1326～1335． [17] Ayuso R,Grishina G,Bardina L,eta1.Myosin light chain is a novel shrimp allergen，Lit v 3 [J].J Allergy Clin ImmunoI,2008,122(4):795～802． [18] Shiomi K,Sato Y,Hamamoto S,eta1.Sarcoplasmic Calcium—binding protein：dictationidentification as a new allergen of the black tiger shrimp Penoeus molzodon [J].Int Arch Allergy ImmunoI,2008,146(2):91～98． [19] 吴祖建,高芳銮,沈建国.生物信息学分析实践[M].北京科学出版社,2010.105～145. | |
本文发布于:2023-05-13 16:30:43，感谢您对本站的认可！
本文链接：https://www.wtabcd.cn/fanwen/fan/90/107144.html
版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系，我们将在24小时内删除。
| 留言与评论（共有 0 条评论） |
