Известно, что в осенне-зимний период рекомендуется прививаться ежегодно, при этом используя только актуальные вакцины против гриппа. Основная задача вакцины — подготовить человеческий иммунитет к распознаванию гемагглютинина — особого вирусного белка, с помощью которого грипп взаимодействует с клеткой. Но именно гемагглютинин является наиболее изменчивым: в гене, который его кодирует, постоянно происходят какие-то мутации, так что белок хотя и продолжает выполнять свою функцию, каждый год изменяется, и иммунитет организма приходится постоянно «переобучать» с помощью вакцин.
Белок гемагглютина гриппа имеет сложную 3-мерную структуру, состоящую из центральной альфа-спирали и 2 субъединиц цилиндрической формы. Для нормальной функции важны не только правильный состав аминокислот и гликопротеиновой мембраны, но и их пространственное положение. Правильная форма белка особенно важна, так как позволяет вирусу правильно связываться с рецепторами клеток человека, расщеплять либо синтезировать определенные молекулы.
В случае мутаций наиболее часто нарушается именно пространственное положение белковой молекулы, так что нормально работать пептид уже не может. Постоянные изменения формы гриппозного гемагглютинина могут привести к тому, что белок полностью утратит свою функцию, а сам вирус перестанет быть вирулентным и не будет представлять опасности для организма.
В любой клетке есть особые пептиды, которые помогают другим белкам поддерживать правильную пространственную форму, – шапероны (от англ. shape — форма). Кроме обычных пространственных нарушений, шапероны также корректируют нарушения во время теплового стресса в организме, когда белки начинают терять форму из-за повышенной температуры тела.
Исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology), США, решили изучить, как шапероны могут помогать вирусу гриппа изменять свою форму и успешно заражать клетку. Результаты работы опубликованы в научном издании «eLife».
Один из авторов исследования Мэттью Шоулдерс (Matthew Shoulders) отметил, что для изучения взаимодействия вируса с шаперонами были проведены эксперименты с двумя типами клеток: в одних была сильно снижена активность одного из главных белков-шаперонов, в других, наоборот, этих пептидов было больше, и работали они активнее, чем в обычной клетке. Те и другие клетки заражали вирусом гриппа и ждали, когда в вирусе сменится 200 поколений (что не очень долго, учитывая огромную скорость размножения вирусов).
Согласно данным эксперимента предположение о том, что именно шапероны клеток человеческого организма помогают вирусам решить проблемы с белковыми мутациями, возникающими из-за сильной изменчивости, подтвердилось. Действительно, в клетках, где шапероны были особенно активными, вирус менялся быстрее, чем в обычных клетках, и намного быстрее, чем в клеточных культурах с выключенным главным шапероном. Иными словами, когда в клетке много белков, которые корректируют пространственную форму других пептидов, вирус может позволить себе быть изменчивым. Больше всего у гриппа мутировал именно гемагглютинин, а также фермент, который занимается копированием вирусного генома с использованием ДНК клетки-хозяина. Примечательно, что шапероны активизируются в момент теплового стресса, поэтому вирус со своими изменчивыми белками должен особенно хорошо себя чувствовать, когда клетке организма приходится функционировать при температуре выше обычной.
По мнению М. Шоулдерса, не исключено, что и другие вирусы могут использовать молекулярную систему шаперонов в тех же целях, однако чтобы это доказать, потребуются дополнительные исследования. Кроме того, ученые работают над созданием соединения, способного блокировать взаимодействие вируса гриппа с шаперонами без подавления функции последних. Успешная разработка подобного препарата может позволить затормозить стремительную эволюцию вируса и повысить его уязвимость к уже существующим вакцинам.
По материалам www.sciencenewsline.com
Коментарі
Коментарі до цього матеріалу відсутні. Прокоментуйте першим