Structural Modelling Prediction of Recombinant Plasmodium falciparum K13-F446I and K13-C580Y Gene by AlphaFold Method and Heterologous Expression in Spodoptera frugiperda 9 Cells

恶性疟原虫Kelch 13（Pfk13）蛋白是一类含有BTB和Kelch重复结构域（KRPD）的关键蛋白，其与底物结合后影响疟原虫的泛素依赖性降解途径。然而，Pfk1 3的功能和与青蒿素抗性突变相关的结构变化仍然未知。本研究中我们筛选了与青蒿素抗性密切相关的Pf13‐F446I和Pf13­C580Y两种蛋白用于结构预测分析。首先我们选择了KRPD的1011 nt至2178 nt的389个氨基酸被克隆到pFastBac TM 1中。随后将获得的重组质粒在草地贪夜蛾9细胞（SF9）中成功进行异源表达，通过SDS-PAGE和Western Blot验证后，获得了一条约44kDa的预期蛋白条带。通过AlphaFold软件共生成了五个结构模型，并对每个蛋白结构进行了预测。结果发现F446I位于中心蛋白腔中，靠近主要在β链中的半胱氨酸残基突变。而与Pfk13‐F446I不同，Pfk13-C580Y位于穿过K13蛋白中心的窄小口袋上。但在野生型Pfk13蛋白中，C580和C533之间的氢键没有被检测到，表明氢键可能在突变过程中丢失。此外，我们还发现与WT相比，Pfk13‐F446I和Pf13‐C580Y突变增加了11和9个氢键变化。下一步工作应该更加关注那些与KPRD结构域及其结合底物相关的突变的结合特性，这将进一步阐明Pfk13及其突变体的结构和功能。

本文第一作者是中国疾控中心寄生虫病所（国家热带病研究中心）燕贺副研究员和上海市疾控中心丰俊副研究员，通讯作者为陈敏研究员。文章发表该文发表于Pathogens，2022, 11(11), 1271。

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