结构定向改造对花生致敏原Ara h 2潜在致敏作用的影响
导 读
2022年12月，南昌大学吴志华教授课题组在国际农业和食品领域权威期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院1区TOP，IF: 5.895）（点击查看最新即时IF）（点击查看最新分区）发表题为“Effect of Structural Targeted Modifications on the Potential Allergenicity of Peanut Allergen Ara h 2”的研究性论文。获国家自然科学基金（32160540和31771924），江西省自然科学基金重点项目（20212ACB205013）和食品科技国家重点实验室研究项目（SKLF-ZZA- 201912和SKLF-ZZB-202130）资助（点击查看该刊投稿指南）。
本研究，通过对Ara h 2进行定点突变，比较突变体与原蛋白的结构和致敏性变化，寻找影响蛋白质潜在致敏性的局部结构。通过圆二色谱（CD）、紫外吸收（UV）光谱和分子动力学（MD）模拟，对致敏原及其突变体的结构进行了表征。通过免疫印迹（WB）、间接竞争性酶联免疫吸附试验（ELISA）、细胞模型和小鼠模型评估过敏性。然后，对可能影响致敏性的结构进行了分析和筛选。结果显示，氨基酸的突变不仅改变附近的局部结构和叶影响整体结构。芳香族残基的溶剂可及表面积（SASA）与IgE结合能力呈正相关。二硫键的完整性对于IgE与致敏原的结合也很关键。有趣的是，不同的突变诱发了类似的静电势和致敏性变化，如局部结构R62DPYSPSQDPYSPS75。
研究亮点
对Ara h 2进行有针对性的改造
借助分子动力学模拟观察局部结构变化
提出芳香族残基的溶剂可及表面积与IgE结合能力相关
发现特定局部结构静电势与致敏性的相关性
研究结论
关键氨基酸的改变影响致敏原的IgE结合能力。
氨基酸突变改变附近的局部结构，也影响蛋白的整体结构。
芳香族残基的溶剂可及表面积与IgE结合能力呈正相关。
部分局部结构，如R62DPYSPSQDPYSPS75，对Ara h 2的致敏性至关重要。
图文赏析
图形摘要
图1. Ara h 2及其突变体的模拟结构。（A）Gromacs模拟wAra h 2及其突变体的卡通图。（B）wAra h 2及其突变体中芳香族残基的SASA。（C）wAra h 2及其突变体的芳香族氨基酸表面图。红色：wAra h 2；绿色：突变体1；紫色：突变体2；橙色：突变体3；小麦色：芳香族氨基酸。
图2. Ara h 2及其突变体的特定局部结构。（A）线性和构象表位的分布。（B）表位表面区域的比较。表面表示静电电位，蓝色表示正电位，红色表示负电位，单位为kcal/（mol·e）。
吴志华
吴志华，博士，二级教授，中德联合研究院教授，SKLF固定成员，南昌大学赣江特聘教授。入选江西省“百千万人才”工程，江西省主要学科学术与技术带头人。瑞典卡罗林斯卡医学院、美国韦恩州立大学访问学者。从事食物蛋白与脱敏加工，纳米食品的加工与利用，获得省自然科学二等奖，中国食品学会一等奖。盼盼杯全国一等奖、天食杯一等奖指导教师，主持国家自然科学基金4项，主持和参与其他省部级课题多项，已发表论文60余篇，发明专利授权20 余项。
周晓娅
周晓娅，南昌大学食品科学与工程专业，2020级在读硕士研究生，南昌大学优秀本科毕业生。参与国家自然科学基金2项和江西省自然科学基金1项，申请国家发明专利1项。
原文链接
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c06359
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