Это открытие определяет новое взаимодействие, которое может быть использовано в качестве мишени для противовирусного лечения вирулентных штаммов гриппа.
Эксперименты Пети in vitro показывают, что этот конкретный белок гриппа 1918 года напрямую связывается с человеческим белком RIG-I — ключевым триггером иммунного ответа человека против гриппа.
Дальнейшие исследования проверит, имеет ли это связывание биологическое значение, чтобы помочь вирусу гриппа отключить RIG-I и усилить подавление иммунного ответа.
Белок 1918, который связывается с RIG-I, является частью неструктурного белка 1 вируса гриппа, или NS1. NS1 быстро продуцируется, когда вирус гриппа проникает в клетку-хозяин, что позволяет гриппу обойти иммунный ответ хозяина на вирусную инфекцию.
Другое исследование показало, что NS1 влияет на несколько белков-хозяев, включая RIG-I, помогая вирусу гриппа расти и распространяться.
Пети и его коллеги из UAB первыми показали, что NS1 имеет прямое взаимодействие с RIG-I, основным сенсором клетки для обнаружения инфекции вируса гриппа. Кроме того, часть связывающего домена РНК NS1 1918, которая связывается с RIG-I, не имела ранее известной функции.
«NS1 — это почти как швейцарский армейский белковый нож, потому что у него так много функций», — сказал Пети. Он говорит, что NS1 взаимодействует с 20-30 белками-хозяевами. По словам Пети, по сравнению с другими белками гриппа NS1 также обладает замечательной генетической пластичностью, а это означает, что его влияние на вирулентность может варьироваться в зависимости от штамма.
В отличие от NS1 1918 года, лаборатория Пети обнаружила, что NS1 из штамма гриппа A 1972 Udorn не может связываться с RIG-I. После определения структуры раствора части 1918 NS1, которая действительно связывает RIG-I, группа UAB смогла точно идентифицировать сайт связывания RIG-I для 1918 NS1.
Команда также показала, как структура NS1 1918 года отличается от уже известной структуры Udorn NS1, и они показали, какие аминокислотные изменения в белке NS1 1918 года, по-видимому, объясняют различные связывающие способности и формы двух вариантов NS1. Таким образом, связывание NS1 с RIG-I, по-видимому, зависит от штамма.
«Одна из основных функций NS1 — борьба с иммунной системой, и без NS1 иммунный ответ хозяина быстро уничтожает вирус», — сказал Пети. "Но я считаю, что не так много данных, которые сравнивают NS1 от штамма к штамму в одном и том же тесте."
Эта исследовательская статья «Структурная основа нового взаимодействия между белком NS1, полученным из вируса гриппа 1918 года, и RIG-I» была недавно опубликована в Интернете перед печатью в журнале Structure с Пети в качестве автора-корреспондента. Другими авторами являются Александр Юрека и Алекс Кляйнпетер, Департамент биохимии и молекулярной биологии UAB, и Габриэль Корнилеску, Ph.D., и Клаудия Корнилеску, Ph.D., Национальный центр магнитного резонанса, Университет Висконсин-Мэдисон.
Некоторые детали исследования
Исследования структуры раствора и связывания проводились с использованием ЯМР-спектроскопии в лаборатории высокопольного ядерного магнитного резонанса в Центральной Алабаме, кафедра химии, Колледж искусств и наук UAB. Для облегчения анализа ЯМР были клонированы соответствующие домены белков NS1 и RIG-I. Для белков NS1 1918 и Udorn это были независимо сворачивающиеся РНК-связывающие домены (NS1RBD), которые оба являются гомодимерами с шестиспиральной складкой связывания РНК. Для белка RIG-I это был домен CARD2, один из двух доменов активации и рекрутирования каспаз на RIG-I.
Новый сайт связывания RIG-I, обнаруженный на NS1RBD 1918 года, противоположен таковому на интерфейсе связывания РНК, и он не имел ранее известной функции. Два потенциальных солевых мостика, которые присутствуют в NS1RBD 1918 г., но отсутствуют в NS1RBD Udorn, по-видимому, изменяют структуру NS1RBD 1918 г., значительно увеличивая среднее внутримолекулярное расстояние между двумя спиралями белка по сравнению с NS1RBD Udorn. Это потенциальное структурное объяснение штаммоспецифической природы взаимодействия 1918 NS1RBD с RIG-I.
Аффинность связывания между NS1RBD 1918 и RIG-ICARD2 оценивалась неденатурирующим гель-электрофорезом, и это согласуется с другими взаимодействиями между вирусными и клеточными белками, которые, как известно, имеют биологическое значение. Мутант NS1RBD 1918 года, который изменил одну из аминокислот, участвующих в предполагаемом солевом мостике, серьезно ингибировал взаимодействие между NS1RBD 1918 года и RIG-ICARD2.