Кіріспе
ВИЧ вирусының бетінде көрінетін гликопротеин ГП120 (немесе gp120) – бұл ВИЧ вирусының қабығындағы гликопротеин. Оны 1984 жылы Гарвард Халық денсаулығы мектебінің профессорлары Тун Хоу Ли және Майрон "Макс" Эссекс ашқан. Оның атындағы 120 саны 120 кДа молекулалық салмағынан шыққан. Gp120 вирустың жасушаларға енуі үшін маңызды, себебі ол жасуша бетіндегі нақты рецепторларға байланысуда маңызды рөл атқарады. Бұл рецепторлар – DC SIGN, гепаран сульфат протеогликаны және әсіресе көмекші Т-жасушаларындағы CD4 рецепторымен ерекше өзара әрекеттесу. CD4-ке байланысу gp120 және gp41 конформациялық өзгерістер тізбегін бастайды, бұл вирустық мембрананың жасуша мембранасымен бірігуіне алып келеді. CD4-ке байланысу көбінесе электростатикалық болып келеді, бірақ ван дер Ваальс өзара әрекеттесулері мен сутекті байланыстар да бар. Gp120 HIV env генімен кодталады, оның ұзындығы шамамен 2,5 кб және 850 аминқышқылының кодын қамтиды. Басты env өнімі – gp160 ақуызы, ол эндоплазмалық ретикулумдағы жасушалық протеаза фурин арқылы gp120 (~480 аминқышқылы) және gp41 (~345 аминқышқылы) болып бөлінеді. Негізгі gp120 кристалдық құрылымы сыртқы доменді, оның терминалдарына қатысты ішкі доменді және байланыстыратын қабатты көрсетеді. Gp120 вирустық мембранаға немесе қабыққа трансмембраналық gp41 гликопротеинімен ковалентті емес байланыстар арқылы бекітіледі. Үш gp120 және үш gp41 гетеродимерлер тримерін құрап, жасушаға байланысу және енуге жауап беретін қабық тікенегін жасайды.
Envelope glycoprotein GP120 (or gp120) is a glycoprotein exposed on the surface of the HIV envelope. It was discovered by Professors Tun Hou Lee and Myron "Max" Essex of the Harvard School of Public Health in 1984. The 120 in its name comes from its molecular weight of 120 kDa. Gp120 is essential for virus entry into cells as it plays a vital role in attachment to specific cell surface receptors. These receptors are DC SIGN, Heparan Sulfate Proteoglycan and a specific interaction with the CD4 receptor, particularly on helper T cells. Binding to CD4 induces the start of a cascade of conformational changes in gp120 and gp41 that lead to the fusion of the viral membrane with the host cell membrane. Binding to CD4 is mainly electrostatic although there are van der Waals interactions and hydrogen bonds. Gp120 is coded by the HIV env gene, which is around 2.5 kb long and codes for around 850 amino acids. The primary env product is the protein gp160, which gets cleaved to gp120 (~480 amino acids) and gp41 (~345 amino acids) in the endoplasmatic reticulum by the cellular protease furin. The crystal structure of core gp120 shows an organization with an outer domain, an inner domain with respect to its termini and a bridging sheet. Gp120 is anchored to the viral membrane, or envelope, via non covalent bonds with the transmembrane glycoprotein, gp41. Three gp120s and gp41s combine in a trimer of heterodimers to form the envelope spike, which mediates attachment to and entry into the host cell.
Өзгерімділік
gp120 вирусының CD4+ клеткаларына ену қабілетіне маңызды рөл атқаратындықтан, оның эволюциясы ерекше қызығушылық туғызады. Көптеген бейтараптандырушы антителолар gp120-ның өзгермелі аймақтарында орналасқан орындарға байланысты, сондықтан осы аймақтардағы мутациялар күшті таңдауға түседі. ВИЧ-1 тобы М-де env әртүрлілігі жылына 1-2% артады және өзгермелі бөлімдер аминқышқылдар тізбегінің ұзындығында жылдам өзгерістермен ерекшеленеді. gp120 өзгермелілігінің артуы вирустың көбею деңгейінің айтарлықтай жоғарылауына әкеледі, бұл әртүрлі ВИЧ-1 түрлерімен жұқтырған адамдарда вирусқа төзімділіктің артуын көрсетеді. Тағы да зерттеулер көрсеткендей, потенциалды N-байланысты гликозилдеу орындарының (PNGS) өзгермелілігі де вирусқа төзімділікті арттырады. PNGS ұзақ тізбекті көмірсулардың gp120 жоғары өзгермелі аймақтарына байланысуына мүмкіндік береді, сондықтан авторлар PNGS саны вирусқа төзімділікке әсер етуі мүмкін деп болжайды. gp120-ден басталатын үлкен көмірсутек тізбектерінің болуы антидене байланысатын ықтимал орындарды жасыруы мүмкін. PNGS-ті қосу және жою мүмкіндіктерінің шектері әрбір жаңа инфекциядан кейін өсіп келе жатқан вирус популяциясы арқылы зерттеледі. Жұқтырған адам gp120-ға бейтараптандырушы антиденелік жауап дамытса, жаңа жұқтырған адам вирусқа қарсы иммундық тану қабілетіне ие емес. Тізбектік деректер көрсеткендей, иммундық тұрғыдан таза иесі бар бастапқы вирус варианттарында гликозилдеу орындары аз және қысқа өзгермелі циклдері бар. Бұл вирусқа ие жасуша рецепторларына байланысу қабілетін жеңілдетуі мүмкін. Ие иммундық жүйе gp120-ға қарсы антиденелерді дамыта бастағанда, иммундық қысымдар гликозилдеудің артуына ықпал етеді, әсіресе gp120-ның ашық өзгермелі циклдерінде. Осылайша, gp120-ға көбірек PNGS беретін env-ге енгізілген өзгерістер вирус үшін жақсы қабылдануы мүмкін, өйткені гликанның жоғары тығыздығы вирусқа антиденелерден қашуға және осылайша вирусқа төзімділікті арттыруға көмектеседі. PNGS тығыздығының теориялық өзгеруін ескере отырып, gp120 бүктеуін тежеуіне байланысты PNGS санының жоғарғы шегі болуы мүмкін, бірақ егер PNGS саны едәуір төмендесе, онда вирус бейтараптандырушы антиденелермен оңай анықталады. NIH зерттеулері Science журналында жарияланды, онда gp120 CD4bs аймағындағы HIV-1 штамдарының 90% -ын бейтараптандыратын 3 антидененің оқшаулануы туралы хабарланды, бұл потенциалды емдік және вакцина стратегиясын ұсынады. Дегенмен, gp120 CD4bs аймағына байланысатын антиденелердің көпшілігі ВИЧ-ты бейтараптандырмайды, ал сирек кездесетіндері, мысалы, IgG1 b12, Fab қолдарының асимметриясы немесе олардың орналасуы сияқты ерекше қасиеттерге ие. Егер gp120 негізіндегі вакцина антиденелерді күшті бейтараптандыру антивирустық қасиеттерімен шығаруға мүмкіндік бермесе, gp120 CD4 байланыс орнына бағытталған бейтараптандырушы емес антиденелердің жоғары деңгейін тудыратын инфекцияның қайталануы ЖҚТБ-ға аурудың жылдамдауымен байланысты болуы мүмкін деп алаңдаушылық бар.
Жарыс
gp120 ақуызы ВИЧ-тың мақсатты жасушаға алғашқы байланысуы үшін қажет. Сәйкесінше, gp120 немесе оның нысаналарына байланысатын кез келген зат gp120-ның жасушаға байланысуын физикалық түрде бөгеуі мүмкін. Қазіргі уақытта лицензияланған және клиникалық қолданыстағы жалғыз препарат – CCR5 корецепторына байланысатын Maraviroc. gp120-ның негізгі алғашқы жасушалық өзара әрекеттесу серіктесі CD4-ке бағытталған препараттарға қазірге дейін лицензия берілмеген, себебі иммундық жүйенің мұндай орталық молекуласына араласу анти-CD4 моноклоналды антиденесі OKT4 сияқты уытты қосымша әсерлерге алып келуі мүмкін. gp120-ға тікелей бағыттану оның жоғары өзгергіштігі және қорғаныстылығы салдарынан өте қиын болып шықты. Фостемсэвир (BMS 663068) – бұл метилфосфат про-дәрісі, шағын молекулалы ингибитор BMS 626529, ол вирусқа қарсы gp120 қабықшасына байланысып, вирус CD4 рецепторына жабысуына кедергі келтіретін және вирус жасушаға енуін болдырмайтын препарат.
АИТВ- ге қарсы деменция
ВИЧ вирусының gp120 ақуызы фурин және тіндік плазминоген активаторы ферменттерінің деңгейін тежеу арқылы нейрондық жасушалардың апоптозын тудырады, бұл ферменттер pBDNF-ті mBDNF-қа түрлендіруге жауапты. gp120 каспаздар сияқты митохондриялық өлім ақуыздарын белсендіреді, олар өлім рецепторы Fas-тың жоғарылатуына ықпал ете алады, бұл нейрондық жасушалардың апоптозына алып келеді. gp120 нейрондық жасушаларда тотығу стрессін тудырады, сондай-ақ STAT1-ді белсендіреді және нейрондық жасушаларда IL-6 және IL-8 интерлейкиндерінің секрециясын шақырады.