欧猥迭宫绦虫膜联蛋白E1基因的生物信息学分析
【摘要】 目的：从欧猥迭宫绦虫成虫cDNA文库中识别出膜联蛋白E1（Annexin E1）基因，并对其进行生物信息学分析和功能预测。方法：从欧猥迭宫绦虫cDNA文库中获取Annexin E1基因的核酸序列，应用NCBI、ExPASy等多种生物信息学在线分析工具结合Vector NTI Advance 10、Geneious Pro等软件包，对所获基因及其编码蛋白的基本理化特征、亚细胞定位、保守功能域、抗原表位、二级结构及拓扑结构等进行预测，建立蛋白质三级空间结构模型及构建其分子进化树。结果：Annexin E1编码354个氨基酸残基，理论分子量为40168.0Da，具有4个完整的保守功能域。位于细胞内，无信号肽及跨膜结构，存在6个潜在抗原表位。二级结构主要以α 螺旋为主，结构和功能有关的位点高度保守，具有多个磷酸化位点。在进化的过程中与绦虫类亲缘较近，而与脊椎类亲缘较远。结论：Annexin E1编码蛋白及潜在的抗原表位与宿主同源性低，可能作为研发新型免疫诊断方法的理想分子靶标。
【关键词】 欧猥迭宫绦虫；膜联蛋白；结构；功能；生物信息学
［ABSTRACT］ Objective: To identify the Annexin E1 gene from cDNA library of Spirometra erinaceieuropaei adult worm and predict its structure and function by applying the bioinformatics. Methods: Nucleic acid sequences of Annexin E1 gene was obtained from cDNA library of Spirometra erinaceieuropaei, and application tools were provided by bioinformatics websites and other bioinformatics software packages such as Vector NTI Advance 10, Geneious Pro etc. The status of encoded proteins were predicted including the basic physical and chemical properties, subcellular localization, conservative functional domains, domains, antigenic epitopes, secondary structure and topology, etc. Besides, tertiary structure of the protein was established based on homology modeling, undertook multisequence homological alignment and phylogenetic analysis. Results: Annexin E1 encoded 354 amino acid residues with a theoretical molecular 40168.0Da. The main secondary structure was αhelix with four complete conservative domains. Structure and function of the highly conserved sites were with multiple phosphorylation sites. It contained no signal peptide and transmembrane helices, six potential antigenic epitopes, locates outside of membrane. In evolution, it was close relative to tapeworm and distant relative to the vertebrate. Conclusions: Homology is low between encoded protein and potential antigen epitopes of Annexin E1 and host′s, it might be a desirable molecular target for immunological tests.
［KEY WORDS］ Spirometra erinaceieuropaei; Annexin; Structure; Function; Bioinformatics
欧猥迭宫绦虫（Spirometra erinaceieuropaei）又名曼氏迭宫绦虫（Spirometra mansoni），是迭宫属寄生虫研究的重要模式生物，寄生于人体可引起裂头蚴病［1］。Annexin是一类钙依赖的磷脂结合蛋白超家族，广泛分布于各种真核生物细胞中，约占细胞总蛋白质的2%左右，具有多种生物学功能，在细胞中主要参与膜转运及膜表面一系列依赖于钙调蛋白的活动。Annexin超家族各成员在结构上具有高度保守性，C端均具有由约70个氨基酸残基组成的4个保守重复序列，而其N末端由于氨基酸序列、长度不同而功能各异［2］。目前，国内、外关于寄生虫Annexin基因家族的研究较少，其具体生物学功能尚不清楚。本研究在构建欧猥迭宫绦虫成虫全长cDNA文库、5′端表达序列标签（EST）测序的基础上，利用生物信息学方法对欧猥迭宫绦虫Annexin E1基因及编码的蛋白质进行了理化性质、物种进化、空间结构等分析及预测，为其重组蛋白表达、纯化及作为研发新型免疫诊断抗原的侯选分子靶标等研究提供基础。
邬强等.欧猥迭宫绦虫膜联蛋白E1基因的生物信息学分析
1 材料与方法
1.1 材料发表教育论文
欧猥迭宫绦虫Annexin E1基因源自欧猥迭宫绦虫成虫的cDNA文库，通过EST 5′端大规模随机测序，归并unigene后进行初步生物信息学分析，发现基因号GDTC004_G12的氨基酸水平与Annexin家族高度相似性，且5′端完整，然后进行3′端延长测序至Poly（A）拼接获得。其他寄生虫及模式生物的Annexin核酸序列及蛋白质序列均源自美国国立生物技术信息中心数据库，所获物种及Genbank序列号为：猪带绦虫（Taenia solium, AY998562.1）、日本血吸虫（Schistosoma japonicum, FN315079.1）、马来丝虫（Brugia malayi, XP_001894032）、黑腹果蝇（Drosophila melanogaster, NM_167519.1）、秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans, AAA99775）斑马鱼（Danio rerio, AAI54294）、拟南芥（Arabidopsis thaliana, NP_196584）、非洲爪蟾（Xenopus laevis, NP_001082442.1）、原鸡（Gallus gallus, XM_421623.2）、小鼠（Mus musculus, NM_009674.3）、人（Ho
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