Neuraminidáza
Neuraminidáza, též exo-α-sialidáza, acetylneuraminidáza nebo sialidáza, systematickým názvem acetylneuraminyl hydrolasa, číselným označením EC 3.2.1.18, je enzym, který štěpí glykosidové vazby mezi terminální kyselinou sialovou a subterminální galaktózou v oligosacharidech, glykoproteinech, glykolipidech a dalších substrátech.
Nejznámější je virová neuraminidáza na povrchu chřipkového viru, ale enzym je vlastní i dalším virům, je faktorem virulence bakterií i parazitických prvoků a v neposlední řadě je přítomný v savčích buňkách, kde se vyskytuje v lysozomech, cytosolu i asociovaný s cytoplazmatickou membránou - podílí se na degradaci glykoproteinů a proto vrozený defekt neuraminidázy vede ke vzácné střádací chorobě, sialidóze.
Biochemický úvod
[editovat | editovat zdroj]Glykoproteiny jsou bílkoviny, které mají na centrální bílkovinný řetězec kovalentně navázané řetězce oligosacharidů. V organismu plní mnohé funkce - jsou to bílkoviny plasmatické membrány, buněčné receptory, některé hormony a naprostá většina plasmatických proteinů jsou rovněž glykoproteiny. Tvoří také složku hlenu.
Neuraminidáza katalyzuje hydrolýzu α-(2 → 3), α-(2 → 6) a α-(2 → 8) glykosidových vazeb mezi kyselinou sialovou (nejč. kyselinou N-acetylneuraminovou) a subterminálním cukrem, v N-vázaných glykoproteinech tedy nejčastěji galaktózou.
Neuraminidáza a její funkce u různých organismů
[editovat | editovat zdroj]Neuraminidáza u virů
[editovat | editovat zdroj]
Neuraminidáza se jako povrchový antigen vyskytuje u všech virů z čeledi Orthomyxoviridae (chřipkové viry) a dále u rodu Paramyxovirus (způsobuje např. parainfluenzu skotu nebo Newcastleskou nemoc) a Rubulavirus (virus příušnic).
Nejlépe je její funkce prozkoumána u chřipkového viru (virus influenzy typu A), který způsobuje onemocnění horních dýchacích cest u člověka i zvířat. Virus sám má afinitu právě ke sliznici respiračního traktu – ta je ale před infekcí chráněna vrstvou hlenu.
Při chřipce se neuraminidáza uplatní několika způsoby – na začátku infekce rozštěpí hlen a umožní virionům dostat se k buňkám. Virion vstupuje do buňky přes receptor (a receptor je glykoprotein, zakončený kyselinou sialovou) pomocí druhého povrchového antigenu, hemaglutininu. Ten se váže právě ke kyselině sialové.
Nově vzniklé virové částice unikají z buňky pučením přes cytoplasmatickou membránu a při tom získávají obal. Ten ale, stejně jako původní membrána, obsahuje glykoproteiny (s kyselinou sialovou) – hrozí tedy, že by se nově vzniklé viriony díky hemaglutininu „přilepily“ k sobě navzájem a k membráně mateřské buňky. Neuraminidáza proto kyselinu sialovou odštěpí, umožní uvolnění virionů z buňky a zabrání jejich agregaci.
Specifické protilátky proti neuraminidáze nejsou schopné zabránit infekci, ale snižují replikační aktivitu a zabraňují dalšímu šíření viru. Viry chřipky se imunitní odpovědi hostitele brání vytvářením různých antigenních variant povrchových antigenů, tedy i neuraminidázy. Na základě její antigenní struktury se viry influenzy A zařazují do 9 suptypů (N1-N9).
Inhibitory neuraminidázy
[editovat | editovat zdroj]Inhibitory neuraminidázy blokují funkci virové neuraminidázy a působí tak jako účinná antivirotika. K těmto substancím patří oseltamivir („Tamiflu®“) a zanamivir („Relenza®“).
Neuraminidáza u bakterií
[editovat | editovat zdroj]Neuraminidáza je tvořena bakteriálními patogeny dýchacích cest a zřejmě slouží jako faktor virulence, modifikuje receptory na apikálním povrchu buněk a umožňuje kolonizaci sliznic. Přesná úloha neuraminidázy v patogenezi onemocnění je však zatím neznámá[1]. Nicméně mutantní kmen bakterie P.aeruginosa, který neměl schopnost sysntetizovat neuraminidázu, ztratil také schopnost způsobit infekci in vivo a inhibitory bakteriální neuraminidázy by se tak v budoucnu mohly stát způsobem, jak zabránit vzplanutí bakteriálního zápalu plic[1].
Bakterie, které tvoří neuraminidázu
[editovat | editovat zdroj]Neuraminidáza byla objevena u mnoha druhů bakterií, zvláště pak u patogenních kmenů.
 |
 |
- Arthrobacter
- Bacteroides[2]
- Clostridium
- Clostridium welchii[4]
- Corynebacterium
- Erysipelothrix
- Hemophilus
- Micromonospora
- Pseudomonas
- Salmonella
- Streptococcus
- Vibrio
Prvoci tvořící neuraminidázu
[editovat | editovat zdroj]Neuraminidáza je syntetizována také parazitickými prvoky, jako je Trichomonas vaginalis[8] nebo trypanozomy.
Neuraminidáza v lidských buňkách
[editovat | editovat zdroj]V savčích buňkách, tedy i v buňkách člověka, se také nachází neuraminidáza. Syntetizované glykoproteiny podléhají neustálé obměně a neuraminidáza tak společně s dalšími glykosidázami zajišťuje jejich degradaci.
- lysosomální sialidáza, N-acetyl-α-neuraminidasa 1, NEU1
- cytosolová neuraminidáza, N-acetyl-α-neuraminidasa 2, NEU2
- membránová neuraminidáza, (gangliosidová sialidáza), N-acetyl-α-neuraminidasa 3, NEU3
- sialidáza 4, N-acetyl-α-neuraminidasa 4
Nedostatečná aktivita NEU1 vede ke střádavé chorobě, při níž se v lysosomech postupně hromadí sializované glykopeptidy a oligosacharidy. Tato geneticky podmíněná nemoc, sialidóza, se projevuje mentální retardací, neurologickými abnormalitami, hrubými rysy v obličeji a deformacemi páteře. V moči nemocných se nacházejí abnormální degradační produkty a pod mikroskopem je patrná vakuolizace buněk. Závažnost choroby kolísá od mírného průběhu až po rychle progredující, který vede ke smrti pacienta brzy po narození.
Neuraminidáza ve výzkumu
[editovat | editovat zdroj]Neuraminidáza je vysoce specifický enzym, který štěpí jen konkrétní glykosidickou vazbu. Jako takový je užitečný při strukturní analýze oligosacharidů, při odhalování vazeb kyseliny sialové a při desializaci glykoproteinů (což odhaluje vazebná místa).
Odkazy
[editovat | editovat zdroj]Reference
[editovat | editovat zdroj]- ↑ a b SOONG, G. Bacterial neuraminidase facilitates mucosal infection by participating in biofilm production. Journal of Clinical Investigation. 2006-08-01, roč. 116, čís. 8, s. 2297–2305. Dostupné online [cit. 2025-01-13]. ISSN 0021-9738. DOI 10.1172/JCI27920. PMID 16862214. (anglicky)
- ↑ FRASER, A. G.; BROWN, R. Neuraminidase production by Bacteroidaceae. Journal of Medical Microbiology. 1981-02-01, roč. 14, čís. 1, s. 63–76. Dostupné online [cit. 2025-01-13]. ISSN 0022-2615. DOI 10.1099/00222615-14-1-63. (anglicky)
- ↑ ALDAPE, Michael John; BRYANT, Amy Evelyn; MA, Yongsheng. The Leukemoid Reaction in Clostridium sordellii Infection: Neuraminidase Induction of Promyelocytic Cell Proliferation. The Journal of Infectious Diseases. 2007-06-15, roč. 195, čís. 12, s. 1838–1845. Dostupné online [cit. 2025-01-13]. ISSN 0022-1899. DOI 10.1086/518004. PMID 17492600. (anglicky)
- ↑ FRASER, A. G.; COLLEE, J. G. The production of neuraminidase by food poisoning strains of Clostridium welchii (C. perfringens). Journal of Medical Microbiology. 1975-05-01, roč. 8, čís. 2, s. 251–263. Dostupné online [cit. 2025-01-13]. ISSN 0022-2615. DOI 10.1099/00222615-8-2-251. PMID 167169. (anglicky)
- ↑ EZEPCHUK, Yu. V.; VERTIEV, Yu. V.; KOSTYUKOVA, N. N. The neuraminidase of corynebacterium diphtheriae as pathogenicity factor with spreading function. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 1973-02, roč. 75, čís. 2, s. 155–157. Dostupné online [cit. 2025-01-13]. ISSN 0007-4888. DOI 10.1007/BF00805390. (anglicky)
- ↑ WANG, Qinning; CHANG, Barbara J.; MEE, Brian J. Neuraminidase production by Erysipelothrix rhusiopathiae. Veterinary Microbiology. 2005-05, roč. 107, čís. 3-4, s. 265–272. Dostupné online [cit. 2025-01-13]. DOI 10.1016/j.vetmic.2005.01.022. (anglicky)
- ↑ BARTON, N. W.; ROSENBERG, A. Action of Vibrio cholerae neuraminidase (sialidase) upon the surface of intact cells and their isolated sialolipid components. The Journal of Biological Chemistry. 1973-11-10, roč. 248, čís. 21, s. 7353–7358. PMID: 4355577. Dostupné online [cit. 2025-01-13]. ISSN 0021-9258. PMID 4355577.
- ↑ PADILLA-VACA, F.; ANAYA-VELÁZQUEZ, F. Biochemical properties of a neuraminidase of Trichomonas vaginalis. The Journal of Parasitology. 1997-12, roč. 83, čís. 6, s. 1001–1006. PMID: 9406769. Dostupné online [cit. 2025-01-13]. ISSN 0022-3395. PMID 9406769.
Související články
[editovat | editovat zdroj]Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]
Obrázky, zvuky či videa k tématu Neuraminidáza na Wikimedia Commons
Literatura
[editovat | editovat zdroj]- VAŘEJKA F., MRÁZ O., SMOLA J., Speciální veterinární mikrobiologie, Vydáno: Praha: Státní zemědělské nakladatelství (1989), ISBN 80-209-0042-X
- MURRAY, Robert K., et al. Harperova biochemie. Z angl. 23. vyd. přel. Lenka Fialová et. al. 4. vyd. v ČR. Praha: H & H, 2002. ix, 872 s. ISBN 80-7319-013-3.
- MURRAY, Robert K., et al. Harperova biochemie. Z angl. 23. vyd. přel. Lenka Fialová et. al. 3. vyd. v ČR. Praha: H & H, 2001. ix, 872 s. ISBN 80-7319-003-6.
- MURRAY, Robert K., et al. Harperova biochemie. Z angl. 23. vyd. přel. Lenka Fialová et. al. 2. vyd. v ČR. Praha: H & H, 1996. ix, 872 s. ISBN 80-85787-38-5.
