A neuraminidáz ( EC 3.2.1.18 ) a glikozil-hidrolázokhoz tartozó enzim . A nómenklatúra neve exo-α-szialidáz. Szintén gyakran használt nevek: α-neuraminidáz, N-acilneuraminidát glikohidroláz, szialidáz. Katalizált reakciók: oligoszacharidokban , glikoproteinekben , glikolipidekben és szintetikus vegyületekben a terminális sziálsavmaradékok α-2→3-, α-2→6-, α-2→8-ketozid kötéseinek hidrolízise .
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A neuraminidáz széles körben elterjedt a természetben, egyes vírusok héjának része . Számos kórokozó mikroorganizmusban található (először a Clostridium perfringens gáz gangrénát okozó kórokozók kultúrájában fedezték fel ), valamint gerincesekben és gerinctelenekben . A neuraminidázt nem találták meg a növényekben.
Az enzim szigorúan specifikus a ketozidkötés konfigurációját illetően, és viszonylag specifikus a kötés molekulában elfoglalt helyzetét illetően. A laboratóriumi gyakorlatban általánosan használt Vibrio cholerae és gáz gangrén neuraminidáz α-2→3- és α-2→6-ketozid kötéseket képes felhasítani. A vírusos neuraminidázok általában szigorúbb specifitással rendelkeznek az α-ketozid kötés helyzetére vonatkozóan. Az enzim nem igényel kofaktorokat , de a neuraminidáz egy részét Ca 2+ -ionok aktiválják .
A mai napig a szialidáz aktivitással rendelkező enzimek a glikozil-hidrolázok három családjába tartoznak : GH33, GH34, GH83. [1] Mindhárom családra jellemző a 6 lapátos β-propeller szerkezete. A GH33 családba tartoznak a baktériumokban, különböző eukariótákban és vírusokban található enzimek. Jellemzőjük a transzszialidáz aktivitás jelenléte is EC 2.4.1.- . [2] A vírus eredetű molekulák a GH34 családba tartoznak. [3] A GH83 családba tartozik a vírusos hemagglutinin-neuraminidáz. [négy]
Az influenzavírus két fő felszíni antigénjének egyike . A vírus altípusának megjelölésében a neuraminidáz típusának jelzését használják: például H5 N1 (H betű a „ hemagglutinin ”).
Az enzimatikus aktivitás létezését az influenzavírus virion felszínén George Keble Hirst amerikai virológus fedezte fel 1942 - ben . Vörösvértesteket inkubált a vírussal, megfigyelve a hemagglutinációs reakciót , és megállapította, hogy az agglutináció nem stabil [5] .
Ma ismeretes, hogy az influenzavirion egyik felszíni glikoproteinje, a hemagglutinin a sziálsav-maradványokat tartalmazó eritrociták felszínén lévő poliszacharid láncokhoz kötődik . Egy másik felületi glikoprotein, a neuraminidáz specifikusan lehasítja a sziálsav (N-acetil-neuraminsav) maradékát az eritrocita membrán poliszacharidjairól, ezáltal elpusztítja a vírusreceptorokat a gazdasejteken. A neuraminidáz megszakítja az α-keto kötést a terminális N-acetilneuraminsav és a szomszédos szénhidrátmaradék, általában galaktóz között . A vírusenzim bizonyos „előnyben részesíti” az α-2→3 kötéseket [6] .
A vírus receptorait elpusztító enzim szerepe nem teljesen világos. Feltételezik, hogy a neuraminidáz aktivitása segíti a vírusrészecskéket, hogy behatoljanak a sziálsavban gazdag nyálkahártya -váladékba, hogy elérjék a légúti epitélium célsejtjeit [ 7] . Kísérletileg is igazolták az enzim szerepét abban, hogy elősegítse az újonnan képződött vírusrészecskék felszabadulását a fertőzött sejtek felszínéről, ahol azok aggregálódhatnak a vírusos hemagglutinin és a sejtmembránon lévő sziálsav kölcsönhatása következtében [8]. .
A hemagglutininhez hasonlóan a neuraminidáz a vírus nagyon fontos felületi antigénje. Az A típusú influenzavírus esetében két antigénvariációt találtak. Az antigének aminosav-szekvenciájának változásai folyamatosan zajlanak az immunizált populációból származó antitestek kiválasztásának kényszere miatt . A genetikai rekombináció eredményeként a vírusok olyan antigénszekvenciával jelennek meg, amely jelentősen (akár 50%-ban) eltér a keringő törzsekétől . Ilyen altípus-változások mind a hemagglutinin, mind a neuraminidáz tekintetében emberi influenzában fordultak elő 1957 -ben (amikor a H1N1 vírus H2N2-vé alakult), 1968 -ban (H2N2-től H3N2-vé), és 1977 -ben (H3N2-től H1N1-vé, bár a H3N2 vírus továbbra is keringett) [9] . Az ilyen mutációk felelősek a legutóbbi világjárványokért . Az altípusok közötti különbségeket az egyes altípusok negatív szérum keresztreaktivitása azonosítja . A B típusú influenzavírus nem mutat ilyen változást az antigénspecifitásban, bár az antigének szerkezetében is előfordulnak változások.
Az anti-neuraminidáz antitestek csökkentik a betegség súlyosságát [10] , de nem gyógyítják meg a fertőzést , ami összhangban van a neuraminidáznak a vírus életciklusában betöltött szerepével.
A neuraminidáz egy tetramer, amely a vírus membránjához egyetlen 29 aminosavból álló hidrofób szekvenciával van rögzítve, amely a fehérje N-terminálisának közelében található. Az elpusztult vírusmembránból egy 200 kDa molekulatömegű fehérje szabadul fel, amely 4 egyforma glikozilált alegységet tartalmaz, amely a membránhoz kötött neuraminidáz összes antigén és enzimatikus tulajdonságával rendelkezik [11] . Ezt a fehérjét UV diffrakcióval kristályosították és szerkezetét vizsgálták .
Sematikusan a neuraminidáz szerkezete 6 4-szálú antiparallel β-rétegként ábrázolható, amelyek propellerlapátokhoz hasonlóan vannak elrendezve. [12] Az egyes rétegek központi (első) lánca párhuzamos a légcsavar tengelyével, míg a többi csaknem arra merőlegesen helyezkedik el. Az első réteg legkülső lánca az azt követő réteg központi láncához kapcsolódik. Ez a vegyület az enzimmolekula felszínén található, és számos antigén- és enzimatikusan fontos aminosavat hordoz. [13] [14] [15]
Négy azonos alegység van elrendezve sugárirányban. Az enzim aktív helye az egyes alegységek közepén található. Ez egy mély, falakkal körülvett zseb, amelynek aminosav-szekvenciája invariáns a vírus összes ismert törzsénél. Az aktív centrum ezen aminosavai 2 típusra oszthatók: egyesek közvetlenül érintkeznek a szubsztrátummal, míg mások csak a szerkezet fenntartását látják el. [16]
Krisztallográfia segítségével meghatároztuk a fehérjéhez kapcsolódó, antenna alakú oligoszacharid láncok jelenlétét. [9]
Az influenza neuraminidáz gátlóinak kutatása 1966 -ban kezdődött [17] . Ennek oka az a feltételezés, hogy az ilyen anyagok vírusellenes hatást fejtenek ki.
Az első inhibitort, az α-sziálsav diént (Neu5Ac2en) 1969 -ben szintetizálták [18] . A Neu5Ac2en anyag számos analógját szintetizálták az 1970-es években, a legerősebb inhibitor a Neu5Ac2en trifluor-acetil-származék volt. Ezt az anyagot használták a neuraminidáz szerepének tanulmányozására a vírus életciklusában, de vírusellenes hatását nem találták. [19]
A neuraminidáz inhibitor a jól ismert vírusellenes gyógyszer, az Oseltamivir .
| Hidrolázok ( EC 3 ): glikozil hidrolázok ( EC 3.2.1 ) | |
|---|---|
| |