Белок гриппа NS1
Белок гриппа NS1 (NS1) представляет собой вирусный неструктурный белок, кодируемый сегментами гена NS типов A , B и C. гриппа вирусов Этот сегмент также кодирует белок ядерного экспорта (NEP), ранее называвшийся белком NS2, который опосредует экспорт рибонуклеопротеиновых (RNP) комплексов вируса гриппа из ядра в цитоплазму, где они собираются. [ 1 ] [ 2 ]
Характеристики
[ редактировать ]NS1 вируса гриппа А представляет собой белок массой 26 000 Дальтон. Он предотвращает полиаденилирование клеточных мРНК , чтобы обойти противовирусные реакции хозяина, например, созревание и трансляцию мРНК интерферона. NS1 может также ингибировать сплайсинг пре-мРНК путем связывания с областью выступа стебля в малой ядерной РНК U6 ( мяРНК ). [ 3 ] Кроме того, NS1, вероятно, способен подавлять реакцию интерферона в инфицированной вирусом клетке, что приводит к сохранению продукции вируса. [ 4 ]
NS1 также связывает дсРНК . Анализы связывания с мутантами белка NS1 установили, что РНК-связывающий домен белка NS1 необходим для связывания с дцРНК, а также для связывания с полиА и мяРНК U6. Кроме того, дцРНК конкурировала с мяРНК U6 за связывание с белком NS1, что согласуется с тем, что обе РНК имеют один и тот же сайт связывания на белке. В результате связывания с дсРНК белок NS1 блокирует активацию активируемой дцРНК протеинкиназы ( PKR ) in vitro. Эта киназа фосфорилирует альфа-субъединицу эукариотического фактора инициации трансляции 2 (elF-2 альфа), что приводит к снижению скорости инициации трансляции . [ 3 ] В отсутствие NS1 этот путь ингибируется во время антивирусного ответа, останавливая трансляцию всех белков, тем самым останавливая синтез вирусных белков; однако белок NS1 вируса гриппа представляет собой агент, который обходит защиту хозяина, позволяя происходить транскрипции вирусного гена.
Белок NS1 можно разделить на N-концевой (РНК-связывающий) домен и С-концевой (эффекторный домен). РНК-связывающий домен способен нацеливаться на RIG-I и, следовательно, предотвращать активацию индукции интерфероновых ответов. В эффекторном домене он взаимодействует и ингибирует фактор специфичности расщепления и полиаденилирования (CPSF30). CPSF30 является частью пути процессинга клеточных мРНК, и его ингибирование приводит к неспособности клеточной мРНК экспортироваться за пределы ядра для трансляции, тем самым препятствуя способности клетки-хозяина вырабатывать гены, стимулированные интерфероном . [ 5 ]
птичий
[ редактировать ]белок NS1 высокопатогенного птичьего вируса H5N1 В настоящее время считается, что за повышенную вирулентность штамма отвечает , циркулирующего у домашних и водоплавающих птиц в Юго-Восточной Азии. H5N1 NS1 характеризуется единственной заменой аминокислоты в положении 92. Заменив аминокислоту с глутаминовой кислоты на аспарагиновую кислоту, исследователи смогли аннулировать эффект H5N1 NS1. Это изменение единственной аминокислоты в гене NS1 значительно увеличило патогенность вируса гриппа H5N1. [ 6 ] Однако влияние остатка 92 на функцию H5N1 NS1 представляется сомнительным, как отмечают редакторы Nature Medicine:
В вышеупомянутой статье первоначально сообщалось, что вирусы H5N1 устойчивы к интерферону в клеточной линии SJPL. [ 6 ] Редакция хотела бы обратить внимание наших читателей на три факта, которые могут повлиять на этот вывод. Во-первых, Нгунджири и др. [ 7 ] недавно обнаружили, что аликвоты клеточной линии SJPL, полученные из Американской коллекции типовых культур, были сильно контаминированы микоплазмой. Хотя микоплазменный статус клеток, использованных в оригинальной статье, неизвестен, нельзя исключить, что они были контаминированы. Во-вторых, первоначально сообщалось, что клетки SJPL имеют свиное происхождение, но недавний анализ [ 8 ] указал, что они обезьяньего происхождения. В-третьих, Нгунджири и др. [ 7 ] обнаружили, что вирусы H5N1 чувствительны к интерферонам во всех протестированных клеточных линиях различных видов. [ 9 ]
Патогенность
[ редактировать ]Тот факт, что NS1 участвует в патогенности вирусов гриппа А, делает его хорошей мишенью для ослабления этих вирусов. Несколько исследований показали, что вирусы гриппа с частичным делецией белков NS1 аттенуированы и не вызывают заболевания, но вызывают защитный иммунный ответ у различных видов, включая мышей, [ 10 ] [ 11 ] свиньи, [ 12 ] [ 13 ] лошади, [ 14 ] птицы [ 15 ] и макаки. [ 16 ] Хотя уже более десяти лет было известно, что вирусы гриппа с частичными делециями в белках NS1 аттенуированы, все, кроме одного [ 17 ] Усеченные варианты NS1 вирусов гриппа А были созданы с помощью мутагенеза in vitro. Ван и др. позже продемонстрировал, что естественно усеченный вариант [ 17 ] имел склонность генерировать новые варианты при пассаже in ovo. [ 18 ] Примечательно, что новые варианты оказались отличными кандидатами на живую аттенуированную вакцину против гриппа. [ 18 ] Способность аттенуировать вирусы гриппа путем усечения белка NS1 представляет собой новый подход к разработке и разработке живых аттенуированных вакцин против гриппа следующего поколения как для домашней птицы, так и для людей.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Белки вируса гриппа B и C NEP (NS2) обладают ядерной экспортной деятельностью. Журнал вирусологии, август 2001 г., стр. 7375-7383, Том. 75, № 16
- ^ О'Нил Р.Э., Тэлон Дж., Палезе П. (1998). «НЭП вируса гриппа (белок NS2) опосредует ядерный экспорт вирусных рибонуклеопротеинов» . ЭМБО Дж . 17 (1): 288–296. дои : 10.1093/emboj/17.1.288 . ПМК 1170379 . ПМИД 9427762 .
- ^ Jump up to: а б Lu, Y et al., 1995. Связывание белка NS1 вируса гриппа с двухцепочечной РНК ингибирует активацию протеинкиназы, которая фосфорилирует фактор инициации трансляции elF-2. Вирусология. 1 декабря 1995 г.; 214(1):222-8.
- ^ Кумар К.У., Шривастава С.П., Кауфман Р.Дж. (февраль 1999 г.). «Двухцепочечная РНК-активируемая протеинкиназа (PKR) отрицательно регулируется 60S-рибосомальным белком L18» . Мол Клеточная Биол . 19 (2): 1116–25. дои : 10.1128/mcb.19.2.1116 . ПМК 116041 . ПМИД 9891046 .
- ^ Хейл BG1, Рэндалл Р.Э., Ортин Дж., Джексон Д. (2008). «Многофункциональный белок NS1 вирусов гриппа А» . Джей Ген Вирол . 89 (10): 2359–76. дои : 10.1099/vir.0.2008/004606-0 . hdl : 10023/3001 . ПМИД 18796704 .
- ^ Jump up to: а б Со Ш., Хоффманн Э., Вебстер Р.Г. (2002). «Смертельные вирусы гриппа H5N1 ускользают от реакции антивирусных цитокинов хозяина». Нат. Мед . 8 (9): 950–4. дои : 10.1038/nm757 . ПМИД 12195436 . S2CID 8293109 .
- ^ Jump up to: а б Нгунджири Дж. М., Мохни К. Н., Секеллик М. Дж., Шульц-Черри С., Вебстер Р. Г., Маркус П. И. (2012). «Смертельные вирусы гриппа H5N1 не устойчивы к действию интерферона в клетках человека, обезьяны, свиньи или курицы». Природная медицина . 18 (10): 1456–1457. дои : 10.1038/нм.2879 . ПМИД 23042343 . S2CID 205389804 .
- ^ Сильверсайдс Д.В., Music N, Жак М., Ганьон Калифорния, Уэбби Р. (2010). «Исследование видового происхождения линии эпителиальных клеток легких свиньи St. Jude (SJPL), предоставленной исследователям» . Дж. Вирол . 84 (10): 5454–5. дои : 10.1128/jvi.00042-10 . ПМЦ 2863845 . ПМИД 20200241 .
- ^ (2012) Nature Medicine 18: 1592
- ^ Хай Р., Мартинес-Собридо Л., Фрейзер К.А., Эйллон Дж., Гарсиа-Састре А., Палезе П. (2008). «Укороченные мутанты NS1 вируса гриппа B: подход к созданию живой аттенуированной вакцины» . Дж Вирол . 82 (21): 10580–10590. дои : 10.1128/jvi.01213-08 . ПМЦ 2573209 . ПМИД 18768976 .
- ^ Тэлон Дж., Сальваторе М., О'Нил Р.Э., Накая Ю., Чжэн Х., Мастер Т., Гарсиа-Састре А., Палезе П. (2000). «Вирусы гриппа А и В, экспрессирующие измененные белки NS1: вакцинный подход» . Proc Natl Acad Sci США . 97 (8): 4309–4314. Бибкод : 2000PNAS...97.4309T . дои : 10.1073/pnas.070525997 . ЧВК 18238 . ПМИД 10725408 .
- ^ Солорзано А., Уэбби Р.Дж., Лагер К.М., Янке Б.Х., Гарсия-Тейлор А., Рихт Дж.А. (2005). «Мутации в белке NS1 вируса свиного гриппа ухудшают антиинтерфероновую активность и приводят к аттенуации у свиней» . Джей Вирол 79 (12): 7535–7543. doi : 10.1128/jvi.79.12.7535-7543.2005 . ПМЦ 1143661 . ПМИД 15919908 .
- ^ Винсент А.Л., Ма В., Лагер К.М., Янке Б.Х., Уэбби Р.Дж., Гарсиа-Састре А., Рихт Дж.А. (2007). «Эффективность интраназального введения усеченной NS1-модифицированной живой вакцины против вируса гриппа свиньям» . Вакцина . 25 (47): 7999–8009. doi : 10.1016/j.vaccine.2007.09.019 . ПМК 2099695 . ПМИД 17933442 .
- ^ Куинливан М., Замарин Д., Гарсиа-Састре А., Куллинан А., Чемберс Т., Палезе П. (2005). «Аттенуация вирусов гриппа лошадей за счет усечения белка NS1» . Дж Вирол . 79 (13): 8431–8439. doi : 10.1128/jvi.79.13.8431-8439.2005 . ПМЦ 1143746 . ПМИД 15956587 .
- ^ Стил Дж., Лоуэн А.С., Пенья Л., Анхель М., Солорсано А., Альбрехт Р., Перес Д.Р., Гарсия-Састре А., Палезе П. (2009). «Живые аттенуированные вирусы гриппа, содержащие усеченные фрагменты NS1, в качестве кандидатов на вакцину против высокопатогенного птичьего гриппа H5N1» . Журнал вирусологии . 83 (4): 1742–1753. дои : 10.1128/jvi.01920-08 . ПМЦ 2643794 . ПМИД 19073731 .
- ^ Баскин Ч.Р., Билефельдт-Оманн Х., Гарсиа-Састре А., Тумпей Т.М., Хувен Н. Ван, Картер В.С., Томас М.Дж., Пролл С., Солорзано А., Биллхарц Р., Форнек Дж.Л., Томас С., Чен Чен, Кларк Э.А., Мурали-Кришна К, Катце М.Г. (2007). «Функциональный геномный и серологический анализ защитного иммунного ответа, возникающего в результате вакцинации макак NS1-усеченным вирусом гриппа» . Дж Вирол . 81 (21): 11817–11827. дои : 10.1128/jvi.00590-07 . ПМК 2168783 . ПМИД 17715226 .
- ^ Jump up to: а б Гарсиа-Састре А., Егоров А., Матасов Д., Брандт С., Леви Д.Е., Дурбин Дж.Е., Палезе П., Мустер Т. (1998). «Вирус гриппа А, лишенный гена NS1, реплицируется в системах с дефицитом интерферона» . Вирусология 252 (2): 324–30. дои : 10.1006/virus.1998.9508 . ПМИД 9878611 .
- ^ Jump up to: а б Ван Л., Суарес Д.Л., Пантин-Джеквуд М., Мибаяши М., Гарсия-Састре А., Саиф Ю.М., Ли К.В. (2008). «Характеристика вариантов вируса гриппа с разными размерами неструктурных (NS) генов и их потенциал в качестве живой вакцины против гриппа у домашней птицы» . Вакцина . 26 (29–30): 3580–3586. doi : 10.1016/j.vaccine.2008.05.001 . ПМЦ 2785844 . ПМИД 18539366 .