新冠病毒受体蛋白ACE2结构与功能的生信分析及原核表达

目的:构建ACE2原核表达载体并对其进行结构与功能的生物信息学分析,探究其介导SARS-CoV-2入侵人体的分子机制.方法:采用Protparam、ProtScale、NetPhos3.1、SignaIP 4.1、YinOYang 1.2 Server、NetNGlyc 1.0 Server、SOPMA、SWISS-MODEL、Blast、Clustal X2和MEGA7.0等对ACE2的生物学特性、同源性及进化性进行系统分析.采用分子克隆技术构建pET-22b-ACE2,在大肠杆菌中进行表达.结果:ACE2全长805个残基,呈酸性,分子量为92.5 kD,pI=5.36,共含77个潜在的磷酸化位点和14个糖基化位点,是一种亲水性较强的跨膜蛋白.ACE2主要散布于内质网膜、高尔基体和胞质膜,二级结构组成以α-螺旋为主.原核表达结果显示,细菌裂解后,沉淀中ACE2表达多于上清与全菌,为疫苗研发提供了理论依据.多序列比对和进化分析显示,倭黑猩猩与智人亲缘关系最近.结论:本研究为ACE2蛋白的纯化及研究奠定了基础,有助于阐明ACE2介导SARS-CoV-2入侵人体的分子机制,对SARS-CoV-2感染治疗和跨物种传播提供了新的见解,为研究广谱抗病毒药物、治疗SARS-CoV-2和其他致命冠状病毒株的有效分子靶点提供了依据.