文獻(xiàn)標(biāo)題： AVaccine Strategy Based on the Identification of an Annular Ganglioside Binding Motif in Monkeypox Virus Protein E8L

DOI：https://doi.org/10.3390/v14112531

研究背景

猴痘病毒是一種對人類健康構(gòu)成威脅的正痘病毒，其最近的爆發(fā)引起了全球關(guān)注。盡管目前有針對猴痘和天花病毒的疫苗（如JYNNEOS和ACAM2000），但它們對猴痘病毒全球大流行的預(yù)防效果尚不清楚，因此迫切需要開發(fā)針對猴痘病毒的特異性疫苗。猴痘病毒的成熟病毒顆粒能夠與宿主細(xì)胞表面的多陰離子化合物（如糖胺聚糖）結(jié)合，而宿主細(xì)胞膜上的脂筏富含帶負(fù)電荷的神經(jīng)節(jié)苷脂，是許多病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞的首選平臺。因此，識別猴痘病毒表面蛋白與脂筏神經(jīng)節(jié)苷脂的結(jié)合位點(diǎn)，可能為開發(fā)疫苗提供新的思路。

研究內(nèi)容

本研究旨在通過識別猴痘病毒E8L蛋白與神經(jīng)節(jié)苷脂GM1的結(jié)合基序，并結(jié)合B細(xì)胞表位預(yù)測，提出一種新的疫苗策略。研究的核心是尋找能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體的E8L蛋白片段，這些抗體可以阻止猴痘病毒與宿主細(xì)胞膜的結(jié)合，從而預(yù)防感染。

研究方法

1.E8L蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測：

從Uniprot數(shù)據(jù)庫獲取猴痘病毒E8L蛋白（Strain Zaire-96-I-16）的氨基酸序列，并通過Robetta服務(wù)器進(jìn)行3D結(jié)構(gòu)預(yù)測。E8L蛋白的1-245區(qū)域形成一個球狀結(jié)構(gòu)域，被選為研究重點(diǎn)。

2.E8L與神經(jīng)節(jié)苷脂GM1的對接：

使用分子建模策略，將E8L蛋白的1-245區(qū)域?qū)拥筋A(yù)形成的GM1神經(jīng)節(jié)苷脂簇上。通過能量最小化計算，選擇具有最高相互作用能量的復(fù)合物進(jìn)行分析。

3.B細(xì)胞表位預(yù)測：

使用BepiPred-3.0和BcePred在線工具對E8L蛋白的氨基酸序列進(jìn)行B細(xì)胞表位預(yù)測，識別可能誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生的線性B表位。

研究結(jié)果

1.E8L蛋白的結(jié)構(gòu)特征：E8L蛋白在未結(jié)合神經(jīng)節(jié)苷脂時，其面向宿主細(xì)胞膜的表面主要呈電正性（圖1A左）。與神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合后，電正性表面進(jìn)一步增加（圖1A右）。這種結(jié)合通過誘導(dǎo)契合機(jī)制（induced-fit mechanism）改變蛋白質(zhì)的氨基酸側(cè)鏈，但對蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)影響有限（圖1B左）。E8L蛋白的神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合基序呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，能夠完美適應(yīng)神經(jīng)節(jié)苷脂簇的形狀（圖1B右）。

2.E8L與神經(jīng)節(jié)苷脂GM1的結(jié)合：E8L與GM1簇的結(jié)合能量為-350 kJ/mol，與SARS-CoV-2刺突蛋白NTD與GM1簇的結(jié)合能量相似。研究識別出15個關(guān)鍵氨基酸殘基，占總相互作用能量的63%。其中，賴氨酸和精氨酸殘基是主要貢獻(xiàn)者，因為它們帶有正電荷。

3.B細(xì)胞表位的識別：識別出三個潛在的線性B表位，分別位于E8L蛋白的43-62、94-113和204-223氨基酸段。這些表位與神經(jīng)節(jié)苷脂結(jié)合基序重疊，并且在未結(jié)合的E8L蛋白表面完全暴露。這些表位被認(rèn)為是理想的疫苗候選抗原，因為它們能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生中和抗體。導(dǎo)抗體產(chǎn)生的線性B表位。

人猴痘病毒細(xì)胞表面結(jié)合蛋白（Mpox E8L） ELISA Kit

Human Monkeypox Virus Cell Surface-Binding Protein (Mpox E8L) ELISA Kit（貨號：abx395189）

文獻(xiàn)中提到猴痘病毒的細(xì)胞表面結(jié)合蛋白E8L在病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞過程中起關(guān)鍵作用。E8L蛋白與宿主細(xì)胞膜上的神經(jīng)節(jié)苷脂（如GM1）結(jié)合，這一過程是病毒感染的早期關(guān)鍵步驟。研究者通過分子建模和表位預(yù)測，識別了E8L蛋白上的關(guān)鍵結(jié)合位點(diǎn)和潛在的B細(xì)胞表位，這些表位可以用于開發(fā)針對猴痘病毒的疫苗。

ELISA試劑盒的潛在應(yīng)用：

1.檢測E8L蛋白的表達(dá)：ELISA試劑盒可以用于檢測猴痘病毒感染的細(xì)胞或樣本中E8L蛋白的表達(dá)水平。這對于研究病毒的感染過程和評估抗病毒藥物的效果非常有用。

2.驗證抗體的特異性：研究者通過預(yù)測和識別E8L蛋白上的B細(xì)胞表位，提出了可能用于疫苗開發(fā)的候選抗原。ELISA試劑盒可以用于驗證這些表位是否能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生特異性抗體，并評估這些抗體的中和能力。

3.評估疫苗效果：如果開發(fā)出針對E8L蛋白的疫苗，ELISA試劑盒可以用于檢測接種疫苗后的個體血清中針對E8L蛋白的抗體水平，從而評估疫苗的免疫原性和保護(hù)效果。

具體應(yīng)用示例

1.檢測E8L蛋白的表達(dá)：

在研究中，研究者可能會使用ELISA試劑盒來檢測不同時間點(diǎn)或不同處理條件下，猴痘病毒感染細(xì)胞中E8L蛋白的表達(dá)水平。這有助于了解病毒的感染動力學(xué)和復(fù)制過程。

2.驗證抗體的特異性：

研究者可以使用ELISA試劑盒來檢測針對E8L蛋白的抗體是否能夠特異性結(jié)合到E8L蛋白上。通過比較不同表位誘導(dǎo)的抗體與E8L蛋白的結(jié)合能力，可以篩選出最有效的疫苗候選抗原。

3.評估疫苗效果：

在疫苗開發(fā)過程中，ELISA試劑盒可以用于檢測接種疫苗后的動物或人體血清中針對E8L蛋白的抗體水平。這有助于評估疫苗的免疫原性和保護(hù)效果，為疫苗的臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

Human Monkeypox Virus Cell Surface-Binding Protein (Mpox E8L) ELISA Kit這種試劑盒在檢測E8L蛋白的表達(dá)、驗證抗體的特異性和評估疫苗效果方面具有重要的潛在應(yīng)用價值。