Войти
Нейраминидаза (GH34) ленточная диаграмма. Аналог субстрата нейраминовой кислоты, используемого в качестве ингибитора, представляет собой небольшую бело-красную молекулу в центре. 
N-ацетилнейраминовая кислота нейраминидаза (Сиалидаза ). гликозидгидролаза ферменты, которые расщепляют (разрезают) гликозидные связи нейраминовых кислот. Ферменты нейраминидазы - это большое семейство, обнаруженное у ряда организмов. Наиболее известной нейраминидазой является вирусная нейраминидаза, лекарственная мишень для предотвращения распространения инфекции гриппа. Вирусные нейраминидазы часто используются в качестве антигенных детерминант, обнаруживаемых на поверхности вируса гриппа. Некоторые варианты нейраминидазы гриппа придают вирусу большую вирулентность, чем другие. Другие гомологи обнаружены в клетках млекопитающих, которые выполняют ряд функций. По меньшей мере четыре гомолога сиалидазы млекопитающих были описаны в геноме человека (см. NEU1, NEU2, NEU3, NEU4 ). Сиалидазы могут действовать как патогенные факторы при микробных инфекциях.
Существует два основных класса нейраминидазы, которые расщепляют экзо- или эндо-полисиаловые кислоты:
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нейраминидазы, также называемые сиалидазами, катализируют гидролиз концевых сиаловых кислот остатков из вновь образованных вирионов и от рецепторов клетки-хозяина. Активность сиалидазы включает помощь в перемещении вирусных частиц через слизь дыхательных путей и в элюировании потомства вириона из инфицированной клетки.
Swiss-Prot перечисляет 137 типов нейраминидазы из различных вид на 18 октября 2006 г. Известно девять подтипов нейраминидазы гриппа; многие встречаются только у различных видов уток и кур. Подтипы N1 и N2 были положительно связаны с эпидемиями у человека, а штаммы с подтипами N3 или N7 были идентифицированы в ряде изолированных случаев смерти.
CAZy определяет в общей сложности 85 семейств гликозилгидролаз, из которых семейства GH34 (вирусный), GH33 (клеточные организмы), (вирусный и бактериальный), GH83 (вирусный) - основные семейства, содержащие этот фермент. GH58 - единственное семейство эндо-действующих.
Ниже приводится список основных классов ферментов нейраминидазы:
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Нейраминидаза гриппа представляет собой грибовидный выступ на поверхности вируса гриппа. Он имеет головку, состоящую из четырех копланарных и примерно сферических субъединиц, и гидрофобную область, которая встроена внутрь мембраны вируса. Он состоит из одной полипептидной цепи, ориентированной в направлении, противоположном антигену гемагглютинина. Состав полипептида представляет собой одну цепь из шести консервативных полярных аминокислот, за которыми следуют гидрофильные вариабельные аминокислоты. β-Листы преобладают на вторичном уровне конформации белка.
Структура транс-сиалидазы включает каталитический бета-пропеллерный домен, N-концевой лектин -подобный домен и нерегулярный бета-нитевой домен, вставленный в каталитический домен.
Недавнее появление озельтамивира и занамивира устойчивого человеческого гриппа A (H1N1 ) H274Y подчеркнуло потребность в подходящих системах экспрессии для получения больших количеств высокочистой и стабильной рекомбинантной нейраминидазы через два отдельных искусственных домена тетрамеризации, которые способствуют образованию каталитически активных гомотетрамеров нейраминидазы из дрожжей и Staphylothermus marinus, которые позволяют секрецию FLAG-меток белков и дальнейшую очистку.
Предлагаемый механизм катализа сиалидазы вируса гриппа 4 (Ссылка на механизм гликозидазы) 
Предполагаемое переходное состояние для механизма сиалидазы 7 
Химические структуры 4-замещенного Neu5Ac2e n производные 8 Ферментативный механизм сиалидазы вируса гриппа был изучен Taylor et al., показанный на фиг.1. Процесс ферментного катализа состоит из четырех этапов. Первый этап включает искажение α-сиалозида из конформации C 5 кресло (форма с наименьшей энергией в растворе) в конформацию псевдолуков, когда сиалозид связывается с сиалидазой. Вторая стадия приводит к промежуточному продукту оксокарбокации, сиалозильному катиону. Третий этап - это образование Neu5Ac вначале в виде α-аномера, а затем мутаротация и высвобождение в виде более термодинамически стабильного β-Neu5Ac.
Ингибиторы нейраминидазы полезны для борьбы с грипп инфекция: занамивир, вводимый путем ингаляции; осельтамивир, вводимый перорально; перамивир вводимый парентерально, то есть путем внутривенной или внутримышечной инъекции; и ланинамивир, который проходит III фазу клинических испытаний.
На поверхности частиц вируса гриппа есть два основных белка. Один из них - это лектин-гемагглютинин с тремя относительно неглубокими сайтами связывания сиаловой кислоты, а другой - фермент сиалидаза с активным сайтом в кармане. Благодаря относительно глубокому активному центру, в котором низкомолекулярные ингибиторы могут иметь множество благоприятных взаимодействий, и доступным методам создания аналогов переходного состояния при гидролизе сиалозидов, сиалидаза становится более привлекательной мишенью для лекарственного средства против гриппа, чем гемагглютинин. После того, как стали доступны рентгеновские кристаллические структуры нескольких сиалидаз вируса гриппа, была применена конструкция ингибитора на основе структуры для обнаружения мощных ингибиторов этого фермента.
Ненасыщенная сиаловая кислота (N-ацетилнейраминовая кислота [Neu5ac]) производное 2-дезокси-2,3-дидегидро-DN-ацетилнейраминовой кислоты (Neu5Ac2en), аналог сиалозильного катиона в переходном состоянии (рис. 2), считается наиболее мощным ингибитором-ядром матрицы. Структурно модифицированные производные Neu5Ac2en могут давать более эффективные ингибиторы.
Многие соединения на основе Neu5Ac2en были синтезированы и протестированы на предмет их способности ингибировать сиалидазу вируса гриппа. Например: 4-замещенные производные Neu5Ac2en (рис. 3), 4-амино-Neu5Ac2en (соединение 1), которые показали на два порядка лучшее ингибирование сиалидазы вируса гриппа, чем Neu5Ac2en5 и 4-гуанидино-Neu5Ac2en (соединение 2), известные как Занамивир, который в настоящее время продается для лечения вируса гриппа как лекарство, были разработаны фон Ицштейном и соавторами. Megesh и его коллеги сообщили о серии амид-связанных C9-модифицированных Neu5Ac2en как ингибиторов NEU1.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с нейраминидазой. |
