Neuraminidaza

Neuraminidaze ili sijalidaze su enzimi glikozid hidrolaze (EC 3.2.1.18), koji razlažu glikozidne veze neuraminskih kiselina. Neuraminidazni enzimi su velika porodica proteina, u širokom u rasponu organizama. Najpoznatija neuraminidaza je virusna neuraminidazea, meta lijek za sprečavanje širenja infekcije gripa. Virusne neuraminidaze se često koriste kao antigenska determinanta, koja se nalazi na površini virusa gripe. Neke varijante neuraminidaze gripe prenose viruse sa više virulencije od drugih. Ostali homolozi se nalaze u ćelijama sisara, koji imaju niz funkcija. Najmanje četiri sisara sijalidazna homologa su opisane i u ljudskom genomu (vidi NEU1, NEU2, NEU3, NEU4).

Dijagram neuraminidaze

N-Acetilneuraminska kiselina

Reakcija

Postoje dvije glavne klase neuraminidaza koje razlažu egzo- or endo- poli-sijalinske kiseline:

• Egzohidroliza α-(2→3)-, α-(2→6)-, α-(2→8)-glikozidnih veza terminanih ostataka sijalne kiseline.^[1][2]
• Endohidroliza (2→8)-α-sijalozil veza u oligo- ili poli(sijalinim) kiselinama^[2]

Egzo-α-sijalidaza
Identifikatori
Simbol	?
CAS broj	9001-67-6

Endo-α-sijalidaza
Identifikatori
Simbol	?
CAS broj	91195-87-8

Funkcija

Neuraminidaze, također zvane i sijalidaze, kataliziraju hidrolizu terminalnih ostataka sijalne kiseline od novoformiranih viriona i receptora ćelije domaćina.^[3] Aktivnosti sijalidaze uključuju pomoć u pokretljivosti virusnih čestica u sluznici dišnog trakta i izdvajanju virionskog potomstva iz zaražene ćelije.^[4][5]

Struktura

Glavni članak: Virusna neuraminidaza

Neuraminidaze gripe se nalaze u gljivbolikim projekcijama na površini virusa gripe. Ima glavu koja se sastoji od četiri podjedinice koje su u istoj ravni oko sferne i hidrofobne regije koja je ugrađena u unutrašnjosti virusne membrane. Sastoji se od jednog polipeptidnog lanca koji je orijentiran u suprotnom smjeru na hemaglutininski antigen. Polipeptid sadrži jedan lanac od šest konzerviranih polarnih aminokiselina i hidrofilne, varijabilne aminokiseline. Kao sekundarni nivo proteina, dominiraju konformacije beta-listova.^[6][7]

Nedavni pojava oseltamivirne i zanamivirne otporanosti ljudske gripe A (H1N1) H274Y, naglasila je potrebu za odgovarajućim sistemima dobijanja velike količine visoko čiste i stabilne, rekombinantne neuraminidaze. To se odvija u dvije odvojene vještačke tetramerizacijska domena koji olakšavaju formiranje katalitski aktivnih neuraminidaznih homotetramera kvasca i Staphylothermus marinus, koji omogućavaju izlučivanje FLAG-oznaka ged proteina i dalje pročišćavanje.^[8]

Mehanizam

Predloženi mehanizam katalize sijalidaze 4 virusa gripe

Predloženo tranzicijsko stanje sijalidaznog mehanizma 7

Hemijske strukture 4-zamijenjene izvedenice Neu5Ac2en 8

Enzimski mehanizam virusne sijalidaze intenzivnije su proučavali Taylor et al., što je prikazano na priloženoj slici. Enzim katalizira proces u četiri koraka. Prvi uključuje narušavanja α-sijalosidaze iz ²C₅ sjedišta konformacije (obrazac najniže energije u rastvoru) na pseudobrodsku konformaciju, kada se sijalozid veže za sijalidazu. Drugi korak dovodi do oksokarbokationskog međuproizvoda – sijalozil kationa. Treći korak je formiranje Neu5Ac početka kao α-anomera, a zatim mutarotacija i otpuštanje kao termodinamički stabilnija α-sijalosidna froma a²C₅ u konformaciji stolice (najniži energijski oblik u sol stanju). Treći korak je formiranje Neu5Ac, na početku kao α-anomera, a zatim mutarotacije i otpuštanje kao termodinamičnija, stabilna β-Neu5Ac.^[9]

Također pogledajte

• Glikozide hidrolaza
• Hidroliza