Neuraminidas - Neuraminidase
Neuraminidas ( Sialidas ) enzymer är glykosidhydrolas enzymer som klyver (cut) de glykosidbindningar av neuraminsyra syror . Neuraminidasenzymer är en stor familj som finns i en rad organismer. Det mest kända neuraminidaset är viralt neuraminidas , ett läkemedelsmål för att förhindra spridning av influensainfektion . De virala neuraminidaserna används ofta som antigena determinanter som finns på ytan av influensaviruset. Vissa varianter av influensa -neuraminidasen ger viruset mer virulens än andra. Andra homologer finns i däggdjursceller, som har en rad funktioner. Minst fyra däggdjurs sialidas -homologer har beskrivits i det mänskliga genomet (se NEU1 , NEU2 , NEU3 , NEU4 ). Sialidaser kan fungera som patogena faktorer vid mikrobiella infektioner.
Reaktion
Det finns två huvudklasser av neuraminidas som klyver exo eller endo polysialiska syror:
- Exo-hydrolys av α- (2 → 3)-, α- (2 → 6)-, α- (2 → 8) -glykosidbindningar av terminala sialinsyrarester
- Endohydrolys av (2 → 8) -a-sialosylbindningar i oligo- eller poly (sialinsyra) syror
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fungera
Neuraminidaser, även kallade sialidaser, katalyserar hydrolysen av terminala sialinsyrarester från de nybildade virionerna och från värdcellreceptorerna. Sialidasaktiviteter inkluderar bistånd vid mobilitet av viruspartiklar genom luftvägarnas slem och eluering av virionavkomma från den infekterade cellen.
Undertyper
Swiss-Prot listar 137 typer av neuraminidas från olika arter från och med den 18 oktober 2006. Nio undertyper av influensa neuraminidas är kända; många förekommer bara i olika arter av anka och kyckling. Undertyper N1 och N2 har kopplats positivt till epidemier hos människor, och stammar med N3- eller N7 -subtyper har identifierats i ett antal isolerade dödsfall.
CAZy definierar totalt 85 glykosylhydrolasfamiljer, varav familjer GH34 (viral), GH33 (cellulära organismer), GH58 (virala och bakteriella), GH83 (virala) är stora familjer som innehåller detta enzym. GH58 är den enda endo-agerande familjen.
Följande är en lista över stora klasser av neuraminidasenzymer:
- Viralt neuraminidas
- Bakteriellt neuraminidas
- Däggdjur neuraminidaser:
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Strukturera
Influensa neuraminidas är en svampformad projektion på influensavirusets yta. Den har ett huvud som består av fyra plana och grovt sfäriska underenheter och en hydrofob region som är inbäddad i det inre av virusmembranet. Den innefattar en enda polypeptidkedja som är orienterad i motsatt riktning mot hemagglutininantigenet . Polypeptidens sammansättning är en enda kedja med sex konserverade polära aminosyror, följt av hydrofila, variabla aminosyror. β-ark dominerar som sekundär nivå av proteinkonformation.
Strukturen för trans-sialidas inkluderar en katalytisk beta-propeller- domän, en N-terminal lektinliknande domän och en oregelbunden beta-strängad domän införd i den katalytiska domänen.
Nyligen dykt oseltamivir och zanamivir resistent humant influensa A ( H1N1 ) H274Y har betonat behovet av lämpliga expressionssystem för att erhålla stora mängder av högren och stabil, rekombinant neuraminidas genom två separata artificiell tetramerisation domäner som underlättar bildningen av katalytiskt aktiva neuraminidas homotetramers från jäst och Staphylothermus marinus, som möjliggör utsöndring av FLAG-märkta proteiner och ytterligare rening.
Mekanism
.gif)
.gif)
.gif)
Den enzymatiska mekanismen för influensavirus sialidas har studerats av Taylor et al., Som visas i figur 1. Enzymkatalysprocessen har fyra steg. Det första steget involverar distorsionen av α-sialosid från en 2 C 5 stolkonformation (den lägsta-energiform i lösning) till en pseudoboat konforma när sialosid binder till sialidaset. Det andra steget leder till en oxokarbokationsmellanprodukt, sialosylkatjonen. Det tredje steget är bildandet av Neu5Ac initialt som a-anomeren, och sedan mutarotation och frisättning som den mer termodynamiskt stabila β-Neu5Ac.
Hämmare
Neuraminidashämmare är användbara för att bekämpa influensainfektion : zanamivir , administrerat genom inandning; oseltamivir , administrerat oralt; peramivir administrerat parenteralt , det vill säga genom intravenös eller intramuskulär injektion; och laninamivir som är i fas III kliniska prövningar.
Det finns två huvudproteiner på ytan av influensaviruspartiklar. Det ena är lektinhemagglutininproteinet med tre relativt grunda sialinsyrabindande ställen och det andra är enzym sialidas med det aktiva stället i en ficka. På grund av den relativa djupa aktiva platsen där lågmolekylära hämmare kan göra flera gynnsamma interaktioner och lättillgängliga metoder för att designa övergångsstatusanaloger vid hydrolys av sialosider, blir sialidaset mer attraktivt anti-influensaläkemedel än hemagglutininet. Efter att röntgenkristallstrukturerna för flera influensavirus-sialidaser fanns tillgängliga, tillämpades den strukturbaserade hämmarkonstruktionen för att upptäcka potenta hämmare av detta enzym.
Den omättade sialinsyran (N-acetylneuraminsyra [Neu5ac]) -derivat 2-deoxi-2, 3-didehydro-DN-acetylneuraminsyra (Neu5Ac2en), en sialosylkatjonövergångstillstånd (figur 2) analog, anses vara den mest potenta hämmaren kärnmall. Strukturellt modifierade Neu5Ac2en -derivat kan ge effektivare hämmare.
Många Neu5Ac2en-baserade föreningar har syntetiserats och testats för deras influensavirus sialidashämmande potential. Till exempel: De 4-substituerade Neu5Ac2en-derivaten (figur 3), 4-amino-Neu5Ac2en (förening 1), som visade två storleksordningar bättre hämning av influensavirus sialidas än Neu5Ac2en5 och 4-guanidino-Neu5Ac2en (förening 2), kända som Zanamivir, som nu marknadsförs för behandling av influensavirus som ett läkemedel, har designats av von Itzstein och medarbetare. En serie amidlänkade C9-modifierade Neu5Ac2en har rapporterats av Megesh och kollegor som NEU1-hämmare.
Se även
Referenser
externa länkar
- Neuraminidas vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
- Orthomyxoviruses , Robert B. Couch, UTMB. Artikeln innehåller en bra tydlig gränsritning av ett neuraminidas på ett influensavirus.
