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 katalyzujehydrolýzu 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
Neuraminidáza u virů
Virus chřipky pod elektronovým mikroskopem – na povrchu je patrná neuraminidáza a hemaglutinin
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 blokují funkci virové neuraminidázy a působí tak jako účinná antivirotika. K těmto substancím patří oseltamivir („Tamiflu®“) a zanamivir („Relenza®“).
Neuraminidáza u bakterií
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
Neuraminidáza byla objevena u mnoha druhů bakterií, zvláště pak u patogenních kmenů.
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.
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
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).
↑ A. G. Fraser and R. Brown Neuraminidase production by Bacteroidaceae The Journal of Medical Microbiology, Vol 14, Issue 1 63-76. jmm.sgmjournals.org [online]. [cit. 2007-06-03]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-09-29.
↑ A. G. Fraser and J. G. Collee The production of neuraminidase by food poisoning strains of Clostridium welchii (C. perfringens) The Journal of Medical Microbiology, Vol 8, Issue 2 251-263. jmm.sgmjournals.org [online]. [cit. 2007-06-03]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-09-29.
↑ Riley, T. V., Mee, B. J., Chang, B. J., Wang QinNing Neuraminidase production by Erysipelothrix rhusiopathiae Veterinary Microbiology, 2005 (Vol. 107) (No. 3/4) 265-272. www.cababstractsplus.org [online]. [cit. 2007-06-03]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-09-28.
↑ Norman W. Barton and Abraham Rosenberg Action of Vibrio cholerae Neuraminidase (Sialidase) upon the Surface of Intact Cells and Their Isolated Sialolipid Components Department of Biological Chemistry, The Milton S. Hershey Medical Center of The Pennsylvania State University, Hershey, Pennsylvania 17033. www.jbc.org [online]. [cit. 2007-06-03]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2007-09-26.
↑ Padilla-Vaca F.; Anaya-Velazquez F. Biochemical properties of a neuraminidase of Trichomonas vaginalis The Journal of parasitology, 1997, vol. 83, no6, pp. 1001-1006 (39 ref.). www.jbc.org [online]. [cit. 2007-06-03]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2007-09-26.
Obrázky, zvuky či videa k tématu Neuraminidáza na Wikimedia Commons
Literatura
VAŘEJKA F., MRÁZ O., SMOLA J., Speciální veterinární mikrobiologie, Vydáno: Praha: Státní zemědělské nakladatelství (1989), ISBN80-209-0042-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. ISBN80-7319-013-3.
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. ISBN80-7319-003-6.
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. ISBN80-85787-38-5.
