Конвергентная эволюция рецепторной специфичности вирусов гриппа человека

Группой исследователей из Федерального научного центра исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН, Отделения по гриппу Центров по контролю и профилактике заболеваний (Атланта, США) и Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН проведено исследование эволюции строения рецептор-связывающего участка (РСУ) и рецепторной специфичности вирусов гриппа H3N2, начиная с 1968 года, когда этот вирус перешёл от птиц к людям и дал начало пандемии «Гонконгского» гриппа.

Результаты работы представлены в статье А.Г. Гамбарян и соавт («Биохимия», том 84, вып. 10, стр. 1450–1459).

В начале циркуляции рецептор-связывающий участок (РСУ) «Гонконгского» гриппа отличался от РСУ родительского птичьего вируса двумя аминокислотами (Gln226Leu и Gly228Ser), и механизм связывания человеческого рецептора обеспечивался гидрофобным взаимодействием с метиленовой группой галактозы, смежной с сиаловой кислотой. Различные соединения с 2-6 связанной сиаловой кислотой обладали практически равным сродством к вирусу.

После 30 лет циркуляции вирусов H3N2 среди людей, консервативная для вирусов гриппа птиц аминокислота Glu190, была заменена на Asp. При этом вирусы утратили способность связывать ряд сиалозидов, которые являлись хорошими рецепторами для более ранних вирусов. Рецептором с наибольшим сродством становится 6’сиалиллактозамин (6’SLN), и дальнейшая эволюция усилила эту тенденцию. После дополнительной замены в гемагглютинине, Gly225Asp, первоначальный механизм распознавания рецепторов (посредством гидрофобного взаимодействия 226 аминокислоты с метиленовой группой галактозы) был утрачен, а РСУ вирусов подвергся глубокой реконструкции. Отметим, что замены Glu190Asp и Gly225Asp ответственны и за рецепторный фенотип вирусов H1N1 человека. Таким образом, в ходе эволюции вирусов человека H3N2 и H1N1, их рецепторный фенотип становился всё более похожим, и аминокислотный состав РСУ стал ближе, чем в начале циркуляции.

Современные вирусы человека H1N1 и H3N2 имеют множество сайтов гликозилирования и аспарагин в положениях 190 и 225 гемагглютинина; и те, и другие различают 6’SL и 6’SLN. Такая конвергентная эволюция рецепторной специфичности подтипов H1N1 и H3N2 указывает на то, что 6’SLN является оптимальным природным человеческим рецептором для вирусов гриппа.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ:

Текст подготовлен автором: Александра Сергеевна Гамбарян

Для связи с авторами: al.gambaryan@gmail.com

ДАТА ПУБЛИКАЦИИ ПОСТ-РЕЛИЗА:

23.10.2019