Кіріспе
Гликозидтік гидролаза ферменттері нейрамин қышқылдарының гликозидтік байланыстарын кеседі. Экзо α сиалидаза (сиалидаза, нейраминидаза; жүйелі атауы ацетилнеураминил гидролаза) – нейрамин қышқылдарының гликозидтік байланыстарын кесетін гликозидтік гидролаза:
Exo α sialidase (, sialidase, neuraminidase; systematic name acetylneuraminyl hydrolase) is a glycoside hydrolase that cleaves the glycosidic linkages of neuraminic acids:
Hydrolysis of α (2→3) , α (2→6) , α (2→8) glycosidic linkages of terminal sialic acid residues in oligosaccharides, glycoproteins, glycolipids, colominic acid and synthetic substrates
Neuraminidase enzymes are a large family, found in a range of organisms. The best known neuraminidase is the viral neuraminidase, a drug target for the prevention of the spread of influenza infection. Viral neuraminidase was the first neuraminidase to be identified. It was discovered in 1957 by Alfred Gottschalk at the Walter and Eliza Hall Institute in Melbourne. The viral neuraminidases are frequently used as antigenic determinants found on the surface of the influenza virus. Some variants of the influenza neuraminidase confer more virulence to the virus than others. Other homologues are found in mammalian cells, which have a range of functions. At least four mammalian sialidase homologues have been described in the human genome (see NEU1, NEU2, NEU3, NEU4). Sialidases may act as pathogenic factors in microbial infections.
Олигосахаридтердегі, гликопротеиндердегі, гликолипидтердегі, коломин қышқылындағы және синтетикалық субстраттардағы терминалды сиалий қышқылы қалдықтарының α (2→3), α (2→6), α (2→8) гликозидтік байланыстарының гидролизі.
Exo α sialidase (, sialidase, neuraminidase; systematic name acetylneuraminyl hydrolase) is a glycoside hydrolase that cleaves the glycosidic linkages of neuraminic acids:
Hydrolysis of α (2→3) , α (2→6) , α (2→8) glycosidic linkages of terminal sialic acid residues in oligosaccharides, glycoproteins, glycolipids, colominic acid and synthetic substrates
Neuraminidase enzymes are a large family, found in a range of organisms. The best known neuraminidase is the viral neuraminidase, a drug target for the prevention of the spread of influenza infection. Viral neuraminidase was the first neuraminidase to be identified. It was discovered in 1957 by Alfred Gottschalk at the Walter and Eliza Hall Institute in Melbourne. The viral neuraminidases are frequently used as antigenic determinants found on the surface of the influenza virus. Some variants of the influenza neuraminidase confer more virulence to the virus than others. Other homologues are found in mammalian cells, which have a range of functions. At least four mammalian sialidase homologues have been described in the human genome (see NEU1, NEU2, NEU3, NEU4). Sialidases may act as pathogenic factors in microbial infections.
Нейраминидаза ферменттері – көптеген организмдерде кездесетін үлкен ферменттер отбасы. Ең белгілі нейраминидаза – вирустық нейраминидаза, ол грипп инфекциясының таралуын болдырмау үшін дәрілік мақсат ретінде қолданылады. Вирустық нейраминидаза алғаш рет анықталған нейраминидаза болды. Оны 1957 жылы Альфред Готтшалк Мельбурн қаласындағы Уолтер және Элиза Холл институтында ашқан. Вирустық нейраминидазалар жиі тұмау вирусының бетіндегі антигендік детерминанттар ретінде қолданылады. Грипп нейраминидазасының кейбір түрлері вирусқа басқаларына қарағанда жоғары вируленттілік береді. Басқа гомологтар сүтқоректілердің жасушаларында кездеседі, олардың әртүрлі функциялары бар. Адам геномында кем дегенде төрт сүтқоректі сиалидаза гомологы сипатталған (NEU1, NEU2, NEU3, NEU4 қараңыз). Сиалидазалар микробтық инфекцияларда патогендік факторлар ретінде әрекет ете алады.
Exo α sialidase (, sialidase, neuraminidase; systematic name acetylneuraminyl hydrolase) is a glycoside hydrolase that cleaves the glycosidic linkages of neuraminic acids:
Hydrolysis of α (2→3) , α (2→6) , α (2→8) glycosidic linkages of terminal sialic acid residues in oligosaccharides, glycoproteins, glycolipids, colominic acid and synthetic substrates
Neuraminidase enzymes are a large family, found in a range of organisms. The best known neuraminidase is the viral neuraminidase, a drug target for the prevention of the spread of influenza infection. Viral neuraminidase was the first neuraminidase to be identified. It was discovered in 1957 by Alfred Gottschalk at the Walter and Eliza Hall Institute in Melbourne. The viral neuraminidases are frequently used as antigenic determinants found on the surface of the influenza virus. Some variants of the influenza neuraminidase confer more virulence to the virus than others. Other homologues are found in mammalian cells, which have a range of functions. At least four mammalian sialidase homologues have been described in the human genome (see NEU1, NEU2, NEU3, NEU4). Sialidases may act as pathogenic factors in microbial infections.
Құрылымы
Грипп нейраминидазасы – грипп вирусының бетіндегі саңырауқұлақ пішіндес проекция. Оның төрт бір-бірімен қатар орналасқан, шамамен шар тәрізді кішібірліктерден тұратын басы және вирустың мембранасының ішкі қабатына енген гидрофобтық аймағы бар. Ол гемагглютинин антигеніне қарама-қарсы бағытталған бір полипептидтік тізбектен құралған. Полипептидтік тізбектің құрамында алты сақталған полярлы аминоқышқылынан тұратын тізбек, одан кейін гидрофильді, өзгермелі аминоқышқылы бар. β-парақтар протеиннің екінші деңгейлі конформациясының басым түрі болып табылады. Транссиалидазаның құрылымына каталитикалық β-пропеллер домені, N-терминальды лектинге ұқсас домен және каталитикалық доменге енгізілген иррегулярлы β-жіптік домен кіреді. Озельтамивир мен занамивирге төзімді А(H1N1) H274Y адам грипінің жақында пайда болуы, ашытқы және Staphylothermus marinus-тан каталитикалық белсенді нейраминидаза гомотетрамерлерінің түзілуін жеңілдететін екі бөлек жасанды тетрамеризация домендері арқылы жоғары таза және тұрақты рекомбинантты нейраминидазаның жеткілікті мөлшерін алу үшін қолайлы экспрессия жүйелерінің қажеттігін көрсетті, бұл FLAG белгіленген ақуыздардың секрециялануына және одан әрі тазартуға мүмкіндік береді.
Механизм
Тейлор және басқалар тұмау вирусының сиалидазасының ферменттік механизмін зерттеді, 1-суретте көрсетілген. Ферменттік катализ процесі төрт қадамнан тұрады. Бірінші қадамда α-сиалозид еритіндідегі ең төмен энергиялы формасы болып табылатын 2С5 креслолық конформациядан сиалидазаға байланысқан кезде псевдолодка конформациясына өзгереді. Екінші қадам оксокарбокациялық аралық – сиалозил катионының түзілуіне әкеледі. Үшінші қадамда Neu5Ac бастапқыда α аномері түрінде пайда болады, содан кейін мутаротацияға ұшырап, термодинамикалық тұрақтырақ β Neu5Ac түрінде босатылады.
Ингибиторлар
Нейраминидаза ингибиторлары тұмау инфекциясымен күресуге пайдалы: ингаляция арқылы қолданылатын занамивир; ауыз жолымен берілетін озельтамивир; парентеральді түрде, яғни көктамырға немесе бұлшық етке инъекция арқылы енгізілетін перамивир; және үшінші фаза клиникалық сынақтардағы ланамивир. Тұмау вирусының бөлшектерінде екі маңызды ақуыз бар. Бірі – үш салыстырмалы түрде беткей сиал қышқылы байланыс орындары бар лектин гемагглютинині ақуызы, ал екіншісі – активті ортасы қалтада орналасқан сиалидаза ферменті. Сиалозидтердің гидролизінде төмен молекулалық салмақты ингибиторлар көптеген тиімді өзара әрекеттесулерге қабілетті және өтпелі күй аналогтарын жобалаудың қолжетімді әдістері бар болғандықтан, сиалидаза гемагглютининге қарағанда тұмауға қарсы препараттар үшін тартымды нысана болып табылады. Тұмау вирусының бірнеше сиалидазаларының рентгендік кристалдық құрылымдары анықталғаннан кейін, осы ферменттің қуатты ингибиторларын табу үшін құрылымға негізделген ингибитор дизайны қолданылды. Қанықпаған сиал қышқылының (N-ацетилнеуромин қышқылы [Neu5ac]) туындысы – 2-дезокси-2,3-дидегидро-D-N-ацетилнеуромин қышқылы (Neu5Ac2en) – сиалозил катиондық өтпелі күй аналогы (2-сурет) ең қуатты ингибиторлық ядролық шаблон деп саналады. Құрылымдық өзгерістер енгізілген Neu5Ac2en туындылары тиімдірек ингибиторлар бере алады. Көптеген Neu5Ac2en негізіндегі қосылыстар синтезделді және олардың тұмау вирусының сиалидазасын тежеу әлеуеті зерттелді. Мысалы: 4-субститутталған Neu5Ac2en туындылары (3-сурет), 4-амино Neu5Ac2en (1-қосылыс), Neu5Ac2en5-тен екі рет күштірек тұмау вирусының сиалидазасын тежеді, ал 4-гуанидино Neu5Ac2en (2-қосылыс), Zanamivir деп белгілі, қазір тұмау вирусын емдеу үшін дәрі ретінде қолданылады және фон Ицштейн мен әріптестері жасады. Мегеш пен әріптестері NEU1 ингибиторлары ретінде C9 модификацияланған Neu5Ac2en сериясы туралы хабарлады.
The 4 substituted Neu5Ac2en derivatives (Figure 3), 4 amino Neu5Ac2en (Compound 1), which showed two orders of magnitude better inhibition of influenza virus sialidase than Neu5Ac2en5 and 4 guanidino Neu5Ac2en (Compound 2), known as Zanamivir, which is now marketed for treatment of influenza virus as a drug, have been designed by von Itzstein and coworkers. A series of amide linked C9 modified Neu5Ac2en have been reported by Megesh and colleagues as NEU1 inhibitors.