本技术介绍了一种高亲和力核酸适配体,专门用于识别金黄色葡萄球菌肠毒素A(SEA)。该适配体的设计方法结合了生物信息学分析和分子对接技术,以揭示适配体与SEA的结合机制。通过序列融合设计实验,我们成功获得了核心序列,显著提高了工作效率并降低了成本。最终得到的适配体亲和力是初始适配体的1.79倍,并已成功应用于SEA的检测。本发明不仅为SEA的适配体提供了最佳选择,而且为适配体的进一步优化提供了参考。此外,本发明中采用的融合设计方法可能为开发针对不同目标的稳定、低成本、高亲和力适配体提供了一种通用策略。
背景技术
金黄色葡萄球菌肠毒素(SEs)是由金黄色葡萄球菌分泌的细菌外毒素,会引起包括食物中毒和中毒性休克综合症等重大食源性疾病,进而引起胃肠炎,且潜伏期短(约6-8小时),症状包括腹痛、呕吐、恶心和腹泻等。此外,SEs还通过激活T细胞增殖的能力在免疫系统反应中充当超级抗原。其中金黄色葡萄球菌肠毒素A(SEA)之所以作为广泛研究的SEs之一,主要是因为它引起的食物中毒事件比例占所报道的葡萄球菌中毒病例的80%。SEA对大多数消除细菌细胞的处理都具有抗性,如热处理和低pH值都不会引起其失活变性,因此即使在加工后也可能在食物中存在。同时,SEA对蛋白水解酶的抵抗性也使得它们可以不受影响地通过消化道,从而增加患病的风险。此外,对于成人(体重70kg),摄入50ng的SEA即可引起食物中毒,甚至引起危及生命的中毒性休克。因此,SEA的检测对食品安全具有重要意义。
目前,SEA的检测技术可分为动物学实验、分子生物学技术和免疫学分析法。然而,由于实验动物不易获得性,存在伦理问题,动物学实验已被逐渐淘汰。分子生物学方法可以解决这些问题,但由于需要高质量的样品、昂贵的设备和专业的技术人员,它们的应用也受到限制。随着新兴技术的发展,生物传感器在SEA的超灵敏检测中发挥着越来越重要的作用。然而,生物传感器技术所用到的抗体制备成本高、耗费周期长。为了改善这一缺陷,适配体因其出色的灵敏度和成本效益而受到越来越多关注。
筛选核酸适配体的主要方法是指数富集的配体系统进化技术(SELEX)。该技术从至少包含1015
个核苷酸分子的初始随机序列文库中筛选出高亲和力适配体。在筛选过程中,需要合成和鉴定多个适配体序列,会耗费大量的时间和资源。为了解决这个问题,人们开发了利用计算机筛选的方式来优化和设计适配体,此法有助于设计具有靶向结合位点的高亲和力核酸适配体。
基于以上问题,本发明在生物信息学辅助下分析适配体和金黄色葡萄球菌肠毒素A(SEA)的结合机制,并通过分子对接辅助对序列进行融合设计能够获得高亲和力适配体。我们的数据证明了SEA适配体的成功设计和应用,并提出了一种适用于其他目标分子的是适配体设计的方法。
实现思路