[发明专利]2019-nCoV新冠病毒3CLpro蛋白的抗原表位多肽及其应用

说明书

本发明公开了一组2019‑nCoV新冠病毒3CLpro蛋白的抗原表位多肽及其应用。所述抗原表位多肽的氨基酸序列选自以下其中一种：如SEQ ID NO.1‑SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列；或者与SEQ ID NO.1‑SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列具有90％以上同源性且具有相同功能的氨基酸序列。本发明筛选的高免疫原性多肽能够有效诱导机体产生免疫反应，同时又避免了无关抗原的干扰，减少了疫苗的副反应。另一方面，本发明的多肽疫苗成分清晰，对人体无危害性，保障了安全性。

技术领域

本发明属于多肽疫苗技术领域，具体涉及2019-nCoV新冠病毒3CLpro蛋白的抗原表位多肽及其应用。

背景技术

目前针对新型冠状病毒(2019-nCoV)疫苗的研发，与过去20年开发SARS-CoV疫苗的策略基本相同，包括①灭活病毒疫苗，②病毒载体疫苗以及③亚单位疫苗。本发明所设计的多肽疫苗属于一类新型的亚单位疫苗。亚单位疫苗，指的是通过化学分解或有控制性的蛋白质水解方法，提取细菌、病毒的特殊蛋白质结构，筛选出具有免疫活性的片段制成的疫苗。在病原体与机体的免疫反应过程中，仅有少量的抗原拥有免疫原性从而刺激机体产生免疫应答，因此筛选出这些具有免疫活性的抗原所制备的亚单位疫苗能够有效发挥疫苗作用，同时避免无关抗原诱发的抗体，减少疫苗的副反应。目前我国在亚单位疫苗的研制方面还处于较为落后的地位。

新型冠状病毒2019-nCoV颗粒包含4种结构蛋白，分别是刺突蛋白，膜蛋白，包膜蛋白和核衣壳蛋白。此外病毒还产生一些重要的非结构蛋白。冠状病毒的非结构蛋白是其生命周期中高度保守的成分，可以介导病毒复制，包括3C样蛋白酶(3CLpro)，类木瓜蛋白酶(PLpro)和RNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)。只有木瓜样蛋白酶和3C样蛋白酶切割“非结构蛋白”，才能产生有复制和转录活性的RdRp(RNA依赖的RNA聚合酶)。因此，高保守性的3CLpro是制备新型冠状病毒药物和疫苗的理想靶点。

发明内容

本发明的目的是，提供一组2019-nCoV新冠病毒3CLpro蛋白的抗原表位多肽及其应用。

本发明对病人MHC分子与病毒蛋白分子进行免疫亲和力分析，预测高免疫原性的抗原表位，作为刺激T细胞免疫反应的多肽疫苗。同时，筛选具有B细胞表位高亲和力的抗原表位，作为诱导B细胞体液免疫反应的多肽疫苗。MHC分子结合的肽段长8～11，分子上有一个沟，是抗原结合的部位，叫做肽结合槽(peptide-binding groove or cleft)，槽底有6个口袋：Pocket A～F,Pocket A和Pocket F负责固定肽段，Pocket B～E负责结合不同的肽段，保持特异性。MHC分子抗原结合凹槽与抗原肽结合的特点与MHC结合成复合物的抗原肽往往带有两个或两个以上的关键氨基酸(锚着残基，anchor residue)专司和MHC分子肽结合槽中的多肽结合基序相结合，二者具有一定的特异性。本发明利用机器学习模型，使用已知的MHC分子和抗原的结合情况进行训练，得到亲和力模型，从而预测新型冠状病毒的抗原肽与MHC分子的亲和力。使用随机森林算法根据蛋白质序列预测B细胞抗原决定簇，该算法对根据晶体结构确定的表位和非表位氨基酸进行训练，筛选打分高于设定阈值的肽段作为潜在的BCR识别疫苗分子。

本发明通过生物信息算法，模拟病毒抗原与宿主免疫系统的识别模式，从2019-nCoV新冠病毒3CLpro蛋白中筛选并预测出免疫原性高的多肽序列作为候选抗原，然后进一步通过多肽疫苗的有效性实验验证，获得具有疫苗作用的抗原表位多肽。

本发明第一方面提供一组2019-nCoV新冠病毒3CLpro蛋白的抗原表位多肽，所述抗原表位多肽的氨基酸序列选自以下其中一种：

(1)如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或者与SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列具有90％以上同源性且具有相同功能的氨基酸序列；

(2)如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；或者对SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列具有90％以上同源性且具有相同功能的氨基酸序列；