目的:发展人肠道病毒抗原表位的生物信息学预测方法,并应用到人肠道病毒71型(Enterovirus 71,EV71)和柯萨奇病毒A16型(Coxasckievirus A16,CVA16)的抗原表位预测和研究中。通过建立完整的人肠道病毒B细胞构象表位(简称构象表位)和B细胞线性表位(简称线性表位)的预测流程,系统性的预测EV71和CVA16的构象表位和线性表位,比较和分析EV71和CVA16抗原表位的差异及其结构生物学基础(包括一级、二级、三级和衣壳表面结构),并应用到病毒致病机理的研究中。方法:1.从RCSB PDB数据库下载EV71和CVA16代表株的结构蛋白的三级结构信息文件,从NCBI的Nucleotide数据库下载EV71和CVA16代表株以及30株基因型已确定的EV71病毒株的结构蛋白的氨基酸序列。2.发展人肠道病毒构象表位的生物信息学预测方法并构建预测流程。系统性的预测和比较EV71和CVA16的构象表位。分别采用MUSCLE、Clustal X、ESPript、Pymol、UCSF Chimera和RIVEM等软件工具和在线工具比较EV71和CVA16的一级结构、二级结构、三级结构和衣壳表面结构,分析构象表位差异的结构生物学基础,分析构象表位的血清型保守性。利用文献检索获取已知的EV71中和抗体以及宿主细胞受体在病毒衣壳表面结合部位的相关数据,用于表位预测方法准确性的判断和分析表位在病毒致病机制中的潜在作用。3.发展人肠道病毒线性表位的生物信息学预测方法并构建预测流程。系统性的预测和比较EV71和CVA16的线性表位。分析线性表位与构象表位之间的联系,分析线性表位的血清型保守性。结果:1.利用我们发展的人肠道病毒构象表位的生物信息学预测方法系统性的预测了EV71和CVA16的构象表位,与已报道的实验结果相比,可以发现实验确定的构象表位都与我们预测的构象表位重叠,预测结果具有较高的准确性。我们还发现EV71和CVA16的构象表位具有高度相似的分布模式:都是由3个site组成,分别为site 1(包括site 1a、site 1b和site 1c三部分)、site 2(包括site 2a、site 2b和site2c三部分)和site 3(包括site 3a和site 3b两部分)。每个site或者site的一部分都能独立的起到构象表位的作用。2.EV71和CVA16的构象表位主要位于结构蛋白的β片层之间的环上,少数位于N-端和C-端。EV71和CVA16的构象表位的位置几乎完全相同,差别在于组成表位的部分氨基酸残基;表位氨基酸残基在血清型内部高度保守,在血清型之间存在较大差异,即构象表位具有血清型特异性。大多数构象表位都分布在峡谷两侧;VP1是构成构象表位最重要的结构蛋白,大约一半的表位氨基酸残基都位于VP1上;VP1构成了site 1这个最重要的表位,还参与了site 2的构成。3.EV71和CVA16结构蛋白的的氨基酸序列同源性非常高。EV71和CVA16的结构蛋白也具有高度相似的二级结构。比较EV71和CVA16结构蛋白的三级结构发现,它们的肽链高度重叠,尤其是VP2的肽链完全重叠。VP1上一共存在6处肽链结构差异,其中5处与构象表位相关。VP3肽链上存在4处结构差异,其中两处差异与构象表位相关。这些差异主要位于环上。4.EV71受体结合部位与构象表位有很大程度的重叠。EV71受体SCARB2的结合部位分布在峡谷两侧,主要与表位site 1a和site 2b重叠;PSGL-1、HS和Anx2这几个受体主要结合在表位site 1区域。5.EV71和CVA16的线性表位广泛分布在病毒衣壳表面结构上。EV71和CVA16的线性表位和构象表位之间存在着紧密的联系,线性表位或多或少都包含了一部分构象表位。EV71和CVA16线性表位的位置高度一致,但序列保守性较低,也就是说,EV71和CVA16的线性表位具有血清型特异性。结论:1.我们发展的人肠道病毒构象表位和线性表位的生物信息学预测方法能够有效的预测和辅助研究人肠道病毒的抗原表位。EV71和CVA16的构象表位和线性表位的分布具有规律性:构象表位由3个site组成;线性表位广泛分布在病毒衣壳表面结构上。环是表位分布的主要二级结构。2.EV71和CVA16的构象表位和线性表位之间存在着紧密的联系。构象表位通过1个site或1个site的一部分发挥作用,而每个site的一部分都可能被线性表位所覆盖,即线性表位实际上包含了构象表位的核心氨基酸残基。3.虽然EV71和CVA16的构象表位和线性表位具有高度相似的分布规律,但是血清型之间的氨基酸残基差异通过结构的改变产生了血清型间抗原性的差异。