甲型流感病毒的復(fù)制依賴于病毒對(duì)宿主細(xì)胞表面的粘附性，病毒的繁殖則需要子代病毒?？梢詮氖芨腥镜乃拗骷?xì)胞中脫離并擴(kuò)散到相鄰的易感宿主細(xì)胞。病毒的粘附功能取決于病毒包膜上含量更為豐富的糖蛋白，血凝素（HA或H）。而病毒另一表面糖蛋白，神經(jīng)胺酸酶（NA或N），其功能則是剪切宿主細(xì)胞的表面和HA粘附的分子，促使病毒從受感染的宿主細(xì)胞脫離。HA和NA同時(shí)也作為流感病毒的表面抗原，并且由于不同環(huán)境刺激，例如來(lái)自免疫系統(tǒng)的壓力，它們各自都在不斷進(jìn)化，這些進(jìn)化會(huì)影響它們之間功能的微妙平衡。
　　2019年8月26日，瑞典斯德哥爾摩大學(xué)Robert Daniels 教授等人在Nature Microbiology雜志上發(fā)表的題為 “Structuralrestrictions for influenza neuraminidase activity promote adaptation anddiversification”的研究文章，為活性NA結(jié)構(gòu)的限制性提供了一套獨(dú)特的新見(jiàn)解，并描述了最近流行的甲型H1N1流感病毒如何利用這個(gè)限制性結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行進(jìn)化。
　　之前的研究表明，NA需要形成蘑菇狀的四聚體結(jié)構(gòu)才會(huì)具有酶活性，這個(gè)四聚體結(jié)構(gòu)通常由四個(gè)相同的NA單體聚集在一形成，但是每一個(gè)NA單體都具有一個(gè)完整的酶活性點(diǎn) (Active site)。為什么一個(gè)具有完整活性點(diǎn)的NA單體無(wú)法呈現(xiàn)酶活？在高分辨率的晶體結(jié)構(gòu)下，在四聚體的中心可以找到一個(gè)腔，這個(gè)腔的形成，需要每一個(gè)NA單體提供其一部分結(jié)構(gòu)，并且在這個(gè)腔里可容納一個(gè)鈣離子。
　　作者表明，如果沒(méi)有這個(gè)鈣離子，NA會(huì)失活，并且NA對(duì)這個(gè)鈣離子的親和力相對(duì)低，所以這個(gè)鈣離子也可以被設(shè)想為NA根據(jù)周圍所處環(huán)境變化對(duì)其酶活性的調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。例如，如果病毒在到低鈣濃度的環(huán)境里，則NA降低或關(guān)閉其酶活從而促進(jìn)了HA介導(dǎo)的病毒與病毒之間的結(jié)合。
　　這些研究結(jié)果表明NA和HA功能之間的微妙平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)的，這個(gè)平衡會(huì)隨著NA調(diào)節(jié)其酶活性和周圍環(huán)境而變化。一個(gè)有趣的觀察結(jié)果表明，NA對(duì)這個(gè)鈣離子的親和力在過(guò)去幾年中一直在變化，這個(gè)親和力的變化會(huì)影響NA四聚體的穩(wěn)定性，這可能會(huì)改變這種重要抗原在免疫系統(tǒng)中的表現(xiàn)。這些新的研究發(fā)現(xiàn)為幾十年前的觀察提供了解釋，同時(shí)也引入了關(guān)于蛋白動(dòng)力學(xué)如何促進(jìn)流感病毒進(jìn)化和這兩種關(guān)鍵抗原的功能平衡的新問(wèn)題。
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