Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка):
N-конец НА2 и С-конец НА1 разделены расстоянием 22 А, Это свидетельствует о том, что расщепление на две полипептид-
соон
Рис. 4.14. А. Схематическое изображение трехмерной структуры гемагглютинина вируса гриппа [129]. Указаны концевые остатки НА1 и НА2. Стрелка — ось симметрии 3-го порядка в тримерном комплексе. Тример стабилизируется главным образом благодаря особенностям упаковки протяженных а-спиральных участков (цилиндры). N-коиец НА2 (фузиониый пептид) проникает к внутренней поверхности контактирующих мономеров. Б. Модель тримера гемагглютинина вируса гриппа, составленная из шариков, изображающих а-углеродные атомы. Показан также фузиониый пептид, который подобно поясу обвивает каждый из мономеров, прежде чем войти в область контакта мономеров. (Этот рисунок выполнен Р. Фельдманом с помощью компьютерного графопостроителя Национальных институтов здоровья)
ные цепи сопровождается какими-то конформационными изменениями. Прежде чем обернуться подобно поясу вокруг мономера, гидрофобный аминоконцевой пептид НА2, который участвует в слиянии мембран (см. разд. «Фузионная активность мембран и проникновение вируса»), проходит через поверхность раздела мономеров в тримере (рис. 4.14, Б). Основной структурной особенностью НА2 является наличие шпилькообразной петли из двух а-спиралей (цилиндры на рис. 4.14,Л). Вторая спираль длиной 80 А образует основу «ствола».
Тример образуется путем ассоциации длинных а-спиралей НА2 одного мономера с соответствующими симметричными спиралями двух других мономеров.
К аспарагиновым остаткам НА1 присоединены шесть олиго-сахаридных цепей [8, 22, 38, 81, 165, 285], а к НА2 — одна [154] (рис. 4.12). Все они, кроме присоединенных к остаткам 81 и 165, представляют собой процессированные сложные олигосахариды [116]. Самым необычным в структуре углеводов, входящих в состав НА, является их распределение ([129]; рис. 3). Все участки присоединения, кроме 165, находятся на боковых поверхностях молекулы. Один участок расположен у самого конца молекулы НА1 вблизи мембраны [8]. Олигосахарид в позиции 165, очевидно, играет роль в стабилизации олигомерных контактов между глобулами на вершине структуры.
Нейраминидаза вируса гриппа
Молекула нейраминидазы представляет собой тетрамер с осью симметрии 4-го порядка, перпендикулярной поверхности мембраны. Необычна «стволовая» часть молекулы нейраминидазы. Первые 45 аминокислотных остатков на участке после выхода молекулы из мембраны содержат 50% участков присоединения олигосахаридов [118]. Кроме того, в области ствола отсутствует гомология между молекулами нейраминидазы родствен-
Рис. 4.15. Структура «головки» нейраминидазы вируса гриппа [23]. Активный центр фермента указан звездочкой. Черными кружками обозначены остатки семи вариабельных сегментов, формирующих антигенную поверхность.
ных штаммов вируса, хотя в области глобулярной головки имеет место значительная гомология [11]. Это позволило предположить, что ствол образован вытянутой полипептидной цепью мономера, образующей в тетрамере дисульфидные поперечные связи.
При расщеплении мембранных гликопротеинов трипсином происходит отделение уплощенных, квадратных в проекции глобулярных головок от N-концевого якорного и стволового участков [132]. Трехмерная структура головки NA установлена с помощью рентгеноструктурного анализа [23]. На рис. 4.15 схематически изображен тетрамер NA, если смотреть на него сверху (перпендикулярно изображению НА на рис. 4.14). Положение активного центра фермента (он указан звездочкой) определяли по связыванию сиаловой кислоты в кристалле. Вторичная структура мономера нейраминидазы весьма необычна: она состоит из шести сходных четырехцепочечных (3-слоев, расположенных наподобие лопастей пропеллера.
Функции вирусных мембранных гликопротеинов Связывание с рецептором
Для инициации инфекции гликопротеин вируса гриппа должен связаться с поверхностным рецептором клетки-мишени. Вирус связывается с рецептором, содержащим сиаловую кислоту, с помощью участка, расположенного на дальнем конце НА. Исходно этот участок был локализован на основании данных о группировке полностью консервативных остатков в поверхностном кармане (по результатам определения аминокислотных последовательностей): Tyr-98, His-183, Trp-153, Leu-194, Glu-190 и других (рис. 4.16.Л) [129]. Эта локализация была подтверждена в опытах по отбору вирусных мутантов с измененной специфичностью к рецепторам, полученных при выращивании вируса в присутствии ингибиторов [80]. Вирусы, отобранные путем выращивания в присутствии неиммунных сывороток лошади или морской свинки (являющихся источниками ингибиторов, которые блокируют связывание НА с NeuAca2-6Gal), исследовали на их специфичность к рецепторам, используя для этой цели эритроциты кур, обработанные очищенными сиалилтрансферазами так, чтобы они содержали либо NeuAca2-3Gal, либо NeuAca2-6Gal. Мутантные вирусы связываются преимущественно с рецепторами, содержащими. NeuAca2-3Gal, в то время как для вирусов дикого типа специфичны NeuAca2-6Gal. При секвенировании РНК вирусов, мутантных по гену НА, была выявлена замена остатка Leu-226, находящегося в описанном выше кармане; это коррелировало с изменениями фенотипа (рис. 4.16,Б). Вирус
