Die Neuraminidase des Influenzavirus
Das Influenzavirus-Partikel besteht aus dem viralen RNA-Genom, das in eine Lipidmembran eingewickelt ist (Abbildung). Die Membran oder Hülle enthält drei verschiedene Arten von viralen Proteinen. Das Hämagglutinin-Molekül (HA, blau) bindet an Zellrezeptoren und initiiert den Prozess des Eindringens von Viren in Zellen. Ich habe über die HA und ihre Funktion während der Infektion geschrieben (Artikel eins und zwei), aber nicht über die Neuraminidase (NA, rot) oder M2 (lila) Proteine. Lassen Sie uns zuerst angehen NA.
Eine wichtige Funktion des NA-Proteins besteht darin, Sialinsäure aus Glykoproteinen zu entfernen. Sialinsäure ist auf vielen Zelloberflächenproteinen sowie auf den viralen Glykoproteinen vorhanden; Es ist der Zellrezeptor, an den das Influenzavirus über das HA-Protein bindet. Die Sialinsäuren auf der HA und NA werden entfernt, wenn sich die Proteine über den sekretorischen Weg zur Zelloberfläche bewegen. Neu freigesetzte Viruspartikel können möglicherweise noch durch Bindung eines HA an auf der Zelloberfläche vorhandene Sialinsäure aggregieren. Vor Jahren zeigte Peter Palese, dass Influenza-Viren Aggregate an der Zelloberfläche bilden, wenn die virale Neuraminidase inaktiviert wird. Die NA ist daher ein Enzym, das für die Freisetzung von Nachkommenviruspartikeln von der Oberfläche einer infizierten Zelle essentiell ist.
Das NA-Protein funktioniert auch beim Eintritt des Virus in die Atemwege. Die Epithelzellen der Atemwege sind in Schleim gebadet, eine komplexe Schutzschicht, die viele sialinsäurehaltige Glykoproteine enthält. Wenn Influenza-Virionen in die Atemwege gelangen, werden sie im Schleim gefangen, wo sie Sialinsäuren binden. Diese Wechselwirkung würde verhindern, dass die Viren an eine anfällige Zelle binden, wenn nicht das NA-Protein wirkt, das Sialinsäuren aus Glykoproteinen spaltet. Wenn das Viruspartikel auf eine Zelle trifft, bindet es den sialinsäurehaltigen Rezeptor und wird schnell in die Zelle aufgenommen, bevor das NA-Protein das Kohlenhydrat von der Zelloberfläche spalten kann.
Die essentielle Natur der NA für die Virusproduktion wurde ausgenutzt, um neue Medikamente zu entwickeln, die die Virusfreisetzung hemmen sollen. Sowohl Tamiflu (Oseltamivir) als auch Relenza (Zanamivir) sind strukturelle Nachahmungen von Sialinsäure, die fest im aktiven Zentrum des NA-Enzyms binden. Wenn es an das Medikament gebunden ist, kann das NA keine Sialinsäuren von der Zelloberfläche entfernen, und folglich bleibt das neu synthetisierte Virus immobilisiert. Das Ergebnis ist eine Hemmung der Virusinfektion, da sich Virionen nicht von einer Zelle zur anderen ausbreiten können.
Dieser Artikel ist Teil von Influenza 101, einer Reihe von Beiträgen über die Biologie und Pathogenese des Influenzavirus.