La neuraminidasa ( EC 3.2.1.18 ) es una enzima perteneciente a las glicosil hidrolasas . El nombre de la nomenclatura es exo-α-sialidasa. También nombres de uso común: α-neuraminidasa, N-acilneuraminidato glicohidrolasa, sialidasa. Reacciones catalizadas: hidrólisis de enlaces α-2→3-, α-2→6-, α-2→8-cetosídicos de residuos terminales de ácido siálico en oligosacáridos , glicoproteínas , glicolípidos y compuestos sintéticos.
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La neuraminidasa se encuentra ampliamente distribuida en la naturaleza, forma parte de los caparazones de algunos virus . Se encuentra en una serie de microorganismos patógenos (se descubrió por primera vez en el cultivo de patógenos de gangrena gaseosa Clostridium perfringens ), así como en vertebrados e invertebrados . No se encontró neuraminidasa en las plantas.
La enzima es estrictamente específica con respecto a la configuración del enlace cetosídico y relativamente específica con respecto a la posición de este enlace en la molécula. Vibrio cholerae y la neuraminidasa de gangrena gaseosa, comúnmente utilizadas en la práctica de laboratorio, pueden escindir enlaces cetosídicos α-2→3- y α-2→6. Las neuraminidasas virales tienden a tener una especificidad más estricta por la posición del enlace α-cetosídico. La enzima no requiere cofactores , pero parte de la neuraminidasa es activada por iones Ca 2+ .
Hasta la fecha, las enzimas con actividad sialidasa forman parte de 3 familias de glicosil hidrolasas : GH33, GH34, GH83. [1] Las tres familias se caracterizan por la estructura de una hélice β de 6 palas. La familia GH33 incluye enzimas que se encuentran en bacterias, varios eucariotas y virus. También se caracterizan por la presencia de actividad transialidasa EC 2.4.1.- . [2] Las moléculas de origen viral pertenecen a la familia GH34. [3] La familia GH83 incluye hemaglutinina-neuraminidasa viral. [cuatro]
Es uno de los dos principales antígenos de superficie del virus de la gripe . Se utiliza una indicación del tipo de neuraminidasa en la designación del subtipo del virus: por ejemplo, H5 N1 (letra H para " hemaglutinina ").
La existencia de actividad enzimática en la superficie del virión del virus de la influenza fue descubierta por el virólogo estadounidense George Keble Hirst (02/03/1909-22/01/1994 ) en 1942 . Incubó eritrocitos con el virus, observó la reacción de hemaglutinación y notó que la aglutinación no era estable [5] .
Como se sabe hoy en día, una de las glicoproteínas de superficie del virión de influenza, la hemaglutinina , se une a las cadenas de polisacáridos en la superficie de los eritrocitos que contienen residuos de ácido siálico. Otra glicoproteína de superficie, la neuraminidasa , escinde específicamente un residuo de ácido siálico (N-acetilneuramínico) de los polisacáridos de la membrana de los eritrocitos, destruyendo así los receptores del virus en las células huésped. La neuraminidasa rompe el enlace α-ceto entre el ácido N-acetilneuramínico terminal y un residuo de carbohidrato adyacente, generalmente galactosa . La enzima viral muestra cierta “preferencia” por los enlaces α-2→3 [6] .
El papel de la enzima que destruye los receptores del virus no está del todo claro. Se supone que la actividad de la neuraminidasa ayuda a las partículas virales a penetrar en las secreciones mucosas ricas en ácido siálico para llegar a las células diana del epitelio del tracto respiratorio [7] . El papel de la enzima para facilitar la liberación de partículas virales recién formadas desde la superficie de las células infectadas, donde pueden agregarse como resultado de la interacción de la hemaglutinina viral con el ácido siálico en la membrana celular, también se ha confirmado experimentalmente [8]. .
Al igual que la hemaglutinina, la neuraminidasa es un antígeno de superficie muy importante del virus. Para el virus de la influenza tipo A, se han encontrado dos variaciones antigénicas . Los cambios en la secuencia de aminoácidos de los antígenos continúan debido a la presión de seleccionar anticuerpos de la población inmunizada . Como resultado de la recombinación genética , los virus aparecen con una secuencia antigénica que difiere significativamente (hasta en un 50%) de la de las cepas circulantes . Dichos cambios de subtipo tanto en la hemaglutinina como en la neuraminidasa ocurrieron en la influenza humana en 1957 (cuando el virus H1N1 se convirtió en H2N2), 1968 (H2N2 en H3N2) y 1977 (H3N2 en H1N1, aunque el virus H3N2 siguió circulando) [9 ] . Tales mutaciones son responsables de las pandemias más recientes . Las diferencias entre los subtipos se identifican por una reactividad cruzada sérica negativa para cada uno de ellos. El virus de la influenza tipo B no muestra tal cambio en la especificidad antigénica, aunque también ocurren cambios en la estructura de los antígenos.
Los anticuerpos anti-neuraminidasa reducen la gravedad de la enfermedad [10] pero no curan la infección , de acuerdo con el papel de la neuraminidasa en el ciclo de vida del virus.
La neuraminidasa es un tetrámero anclado a la membrana viral por una sola secuencia hidrofóbica de 29 aminoácidos ubicada cerca del extremo N de la proteína. Una proteína con un peso molecular de 200 kDa se libera de la membrana viral destruida, que contiene 4 subunidades glicosiladas idénticas, que tiene todas las propiedades antigénicas y enzimáticas de la neuraminidasa unida a la membrana [11] . Esta proteína se cristalizó y se estudió su estructura por difracción UV .
Esquemáticamente, la estructura de la neuraminidasa se puede representar como 6 capas β antiparalelas de 4 hebras dispuestas como palas de hélice. [12] La cadena central (primera) de cada capa es paralela al eje de la hélice, mientras que el resto se encuentra casi perpendicular a él. La cadena más externa de la primera capa está conectada a la cadena central de la capa siguiente. Este compuesto se encuentra en la superficie de la molécula de la enzima y transporta muchos aminoácidos importantes desde el punto de vista antigénico y enzimático. [13] [14] [15]
Cuatro subunidades idénticas están dispuestas radialmente. El sitio activo de la enzima se encuentra en el centro de cada una de las subunidades. Es una bolsa profunda rodeada de paredes, cuya secuencia de aminoácidos es invariable para todas las cepas conocidas del virus. Estos aminoácidos del centro activo se pueden dividir en 2 tipos: algunos están involucrados en contacto directo con el sustrato, mientras que otros realizan solo la función de mantener la estructura. [dieciséis]
Mediante cristalografía se determinó la presencia de cadenas de oligosacáridos unidas a la proteína y que tenían forma de antenas. [9]
La búsqueda de inhibidores de la neuraminidasa de la influenza comenzó en 1966 [17] . La razón de esto fue la suposición de que tales sustancias exhibirían actividad antiviral.
El primer inhibidor, el dieno del ácido α-siálico (Neu5Ac2en), se sintetizó en 1969 [18] . Numerosos análogos de la sustancia Neu5Ac2en se sintetizaron en la década de 1970; el inhibidor más potente fue el derivado trifluoroacetilo Neu5Ac2en. Esta sustancia se utilizó para estudiar el papel de la neuraminidasa en el ciclo de vida del virus, pero no se encontró su actividad antiviral. [19]
El inhibidor de la neuraminidasa es el conocido fármaco antiviral Oseltamivir .
| Hidrolasas ( EC 3): glicosilhidrolasas ( EC 3.2.1) | |
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