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[交流] 创伤弧菌III型分泌系统效应器SopB同系物的分子对接研究

创伤弧菌(vibrio vulnificus),或称为海洋弧菌,属革兰氏阴性弧菌,是一种栖息于海洋中的细菌。如果伤口暴露在含有这种细菌的海水中,创伤弧菌会在伤口上繁殖,可能引发溃烂,甚至导致组织坏死。若食用了遭污染的海鲜,也有罹患肠胃炎的可能。

沙门氏菌的SopB效应器蛋白通过逃避宿主免疫反应介导入侵。作为磷酸肌醇磷酸酶,在靶向宿主细胞泛素后,在宿主细胞膜上合成磷脂。已知SopB的泛素化可以控制SopB在质膜上的生物学活性。在海洋环境中发现的人类病原体创伤弧菌的SopB效应蛋白与沙门氏菌和大肠杆菌的SopB同源。

1.序列分析

NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/)网站获取大肠杆菌、沙门氏菌和创伤弧菌的SopB效应器蛋白的氨基酸序列分别为:E.coli、salmonella、V.vulni。对肠杆菌、沙门氏菌和创伤弧菌的SopB效应器蛋白的氨基酸序列进行比对分析(图1),相似性都大于50%。

图1 E.coli、salmonella、V.vulni序列对比图

2.同源建模

利用ITasser 服务器对创伤弧菌的SopB效应器蛋白进行同源建模(rhttp://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I-TASSER/);
利用Deepview对模型进行能量优化;
https://swissmodel.expasy.org/
利用Vadar1.8版对模型进行分析和和评估;
http://vadar.wishartlab.com/


图2 Ramachandran Plot

结构进行细化和验证之后,拉氏图(Ramachandran Plot,图2)分析显示蛋白质在有利区域具有80%的残留,允许区域为14.3%,异常区域为5.3%。一般来说落在允许区(Core、Allowed、Generous)的氨基酸残基占整个蛋白质的比例高于90%的,我们可以认为该模型的构象符合立体化学的规则,模型可以使用。

3.作用区域预测

一般通过模板和模型的相互添加,根据末班的作用区域推测模型的作用区域。
利用Pairwise Dalit对创伤弧菌和沙门氏菌的SopB效应器蛋白进行叠加,通过沙门氏菌的SopB效应器蛋白的作用区域预测创伤弧菌的SopB效应器蛋白作用区域(图3)。(http://ekhidna.biocenter.helsinki.fi/dali_server/


图3

4.对接研究

利用Aladyn服务器对创伤弧菌SopB效应器蛋白进行预处理为对接做准备。此步骤跟分子对接过程中蛋白的准备完全一样。也可以通过其他软件进行模型对接前的准备。(http://aladyn.escience-lab.org/index.php

利用PATCHDOCK(主要用于DNA、蛋白、多肽、药物等的相互对接)服务器进行对接,对接结果如下图;能够清晰的显示ubiquitin和创伤弧菌SopB效应器蛋白的相互作用情况(图4)。(http://bioinfo3d.cs.tau.ac.il/PatchDock/


图4 ubiquitin与同源模型相互作用图

通过静电作用模型对比模板和模型的的静电表位,判断他们相互作用的保守区域。

创伤弧菌III型分泌系统效应器SopB蛋白与沙门氏菌的SopB效应器蛋白同源,而且都具有相同的保守DNA链接区域,对接也显示相互作用的区域相同,从而揭示创伤弧菌III型分泌系统效应器SopB蛋白的介导入侵机制。

参考:
1.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/
2.http://aladyn.escience-lab.org/index.php
3.http://bioinfo3d.cs.tau.ac.il/PatchDock/
4.http://www.cgl.ucsf.edu/chimera/
5.https://pymolwiki.org/index.php/Main_Page
6.https://en.wikipedia.org/wiki/Ramachandran_plot

创伤弧菌III型分泌系统效应器SopB同系物的分子对接研究
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