目前,猪源病毒CTL表位的筛选及相关的SLA-I晶体结构解析尚未形成系统研究。为研究猪源病毒CTL表位并阐明猪SLA-I分子晶体结构,在前期研究的基础上,建立专门的猪源病毒CTL多肽表位预测网站,并分别构建SLA-I重链基因与β2m轻链基因的单表达系,经表达、纯化后的多个重链和轻链蛋白与精确预测并合成的猪源病毒CTL多肽表位在体外进行结合实验,FPLC测定可结合的多肽,ELISPOT和Tetramer测定多肽的CTL活性。具有CTL活性的猪源病毒CTL多肽表位与SLA-I重链和β2m轻链在体外进行蛋白结晶并解析SLA-I晶体结构。通过以上研究,将建立系统的猪源病毒CTL表位与SLA-I晶体结构研究体系,达到筛选猪源病毒CTL表位并解析SLA-I晶体结构的目的。本研究亦将为全面解析猪SLA-I空间结构、设计更加精确的猪源病毒CTL表位、最终实现高效设计猪源病毒多表位疫苗奠定基础。
猪主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)亦称为猪白细胞抗原(swine leukocyte antigen, SLA),其I类分子包括重链和轻链,重链有3个编码基因,分别是SLA-1,SLA-2和SLA-3,均具有多态性;轻链只有一个基因编码,为Beta 2微球蛋白(Beta 2 microglobulin, β2m)。在细胞内质网,重链结合抗原肽后与轻链以非共价键结合,形成复合体,经高尔基体加工后被递呈到细胞表面刺激CD8+ T细胞受体(TCR),引起特异性细胞免疫应答。目前,猪SLA-I类分子的晶体结构研究仅限于已报道的SLA-1*0401以及SLA-1*1502。为了解析猪其他功能基因所形成复合体的晶体结构,本研究在前期研究的基础上,构建了6个品系猪SLA-2、SLA-1和SLA-3原核表达体系,并表达和纯化了重链分子蛋白;然后在丹麦Morten的帮助下,建立了包含课题组所有SLA-I类分子功能基因的猪源病毒细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T leukocyte, CTL)表位肽预测网站,NetMHCpan 2.8 Server,利用该网站预测了50余条口蹄疫病毒的多肽;SLA-2、SLA-1及SLA-3等蛋白与合成的多肽在体外进行了复性筛选,得到Hu62等7条多肽;能够复性的多肽通过ELISOPT及构建的四聚体实验检测多肽的CTL功能,证明Hu62和As63为优势表位肽。Hu62和As63分别与SLA-2-HB重链和轻链进行蛋白结晶,结果均成功获得了分辨率为2.5 ?的晶体,经过结构解析,表明SLA-2-HB-Hu62-β2m和SLA-2-HB-As63-β2m均为不对称的双分子结构。前者存在两种构象,多肽在抗原多肽结合槽的折叠有两种方式;后者只有一种构象,但多肽的折叠显示存在3个锚定残基。本研究首次解析了猪SLA-2分子的空间结构,并筛选获得了2个有功能的口蹄疫病毒CTL表位,为今后深入研究SLA-I类分子与猪源病毒CTL表位之间的功能关系以及为分子多肽疫苗的研制奠定基础。