BioScience Blog – Научный Биологический блог

Вирус гриппа является серьезным патогеном человека, который на протяжении 20-го столетия вызвал несколько пандемий с высоким уровнем смертности. Именно пандемический потенциал и большая вероятность появления новых высокопатогенных штаммов делает крайне актуальными работы, направленные на структурные исследования вириона вируса гриппа.

Вирусы гриппа подразделяют на три типа: А, В и С. Тип А поражает как человека, так и животных, типы В и С только человека. Антигенные характеристики каждого типа существенно различаются. Тип А имеет подтипы, различающиеся структурой белков внешней поверхности – гемагглютинина и нейраминидазы. Для вирусов, особенно типа А, характерно наличие множественных различий в структуре антигенных детерминант. Из-за частых перестроек антигенных детерминант до сих пор не удается создать эффективную вакцину для всех подтипов вируса.

В настоящей работе предпринята попытка исследовать на примере белка Ml эволюционную стабильность белков вируса гриппа. Белок Ml — структурный; он выстилает изнутри липидный бислой вириона, образуя остов. В белке Ml выделяют N (аминокислотные остатки 1-86), М (аминокислотные остатки 87-164) и С (аминокислотные остатки 165-252) домены. Было проанализировано около 350 опубликованных нуклеотидных последовательностей, кодирующих белок Ml вируса типа А, 23 типа В и 14 типа С. Частота нуклеотидных замен в кодирующей части гена белка Ml составляет примерно 0,0097 (258 замен на 265650 нуклеотидов). Чаще всего замены встречаются в домене М — 0,00132 (108 замен на 81900 нуклеотидов), который играет основную роль в связывании с РНК. Кроме того, М-домен является ключевым в образовании димеров Ml-Ml. Самым консервативным является N-домен — 0,00076 (69 замен на 90300 нуклеотидов). В С-домене — 0.00087 (81 замены на 93450 нуклеотидов). Таким образом, оказалось, что популяционная вариабельность в доменах различна.

Особый интерес вызывает область, соединяющая N+M-домены с С-доменом белка. Она обладает особыми свойствами. Например, в ней происходит разрыв белковой молекулы между 164Gln-165Met при глубоком охлаждении. Оказалось, что эта область является высококонсервативной.

Для исследования этой междоменной области предполагается, используя методы белковой инженерии, создать штамм E.coli— продуцент белка Ml и методом олигонуклеотиднаправленного сайт-специфического мутагенеза проводить замены кодонов, тем самым изменяя аминокислотную последовательность данного участка.

Литература

1. Sarah L. Noton, Elizabeth Medcalf”Identification of the domains of the influenza A virus M1 matrix protein required for NP binding,oligomerization and incorporation into virions"