Структурно-функціональні властивості гемаглютиніну і нейрамінідази різних штамів віруса грипу Н9N2

За амінокислотним складом HА ранні і пізні штами однаково віддалені від обох порівнюваних вірусів, а за амінокислотним складом NА вони трохи ближчі до ty/Wisсonsin-66, ніж до A/Hong Kong/1073/99, і, таким чином, знаходяться приблизно посередині між ними. Слід підкреслити, що ці дані вказують на близкість вивчених штамів до A/Hong Kong/1073/99 за повним амінокислотним складом обох білків і до того ж в середньому по всім штамам.

Таблиця 9

Середні відмінності між первинними структурами HА та NА досліджених штамів вірусу пташиного грипу H9N2, референтним штамом ty/Wisconsin-66 та вірусом Hong Kong/1073/99

Примітки: * - вірогідно відносно пізніх штамів (р < 0,05).

** - вірогідно відносно штаму A/Hong Kong/1073/99 (р < 0,05).

В той же час і серед ранніх, і серед пізніх штамів є розташовані набагато ближче до вірусів H9N2, що можуть інфікувати ссавців. Порівняння ділянок нуклеотидних послідовностей генів НА (позиції 172 - 551) та NA (позиції 718 - 1292) штамів ty/615/30.01.2002 i os/1436/30.10.2003 з такими ж послідовностями вірусів A/Kong Hong/1073/99 i A/sw/HK/10/98, що були вилучені із свиней у Китаї, показало 96% і 84% ідентичності відповідно. Саме в цих позиціях містяться нуклеотиди, які входять до складу функціонально-активних ділянок обох білків.

Таким чином, за своїм філогенетичним місцем серед вірусів H9N2, як і за функціональними властивостями, досліджені штами пташиного грипу є потенційно небезпечними для людини. Особливо це стосується “пізніх” штамів.

ВИСНОВКИ

Проведено дослідження молекулярної еволюції НА та NA 64 штамів пташиного грипу Н9N2, що спричинили епізоотію в Ізраілі в 2000 - 2004 р.р. Знайдено кореляцію між змінами первинної структури та функціональними властивостями обох білків Побудовано еволюційні дерева, що уточнили положення вивчених штамів в систематиці вірусів грипу Н9N2.

1. Визначені повні нуклеотидні послідовності гена НА 6-ти штамів та області гена, що кодують ланки розщеплення, рецепторзв'язуючий та антигенний сайти інших штамів, а також нуклеотидні області гену NA, які кодують амінокислотні залишки в активному центрі та центрі зв'язування вивчених штамів вірусу Н9N2. За цими даними відтворені відповідні амінокислотні послідовності обох білків..

2. Показано, що в процесі епізоотії константи зв'язування та швидкості адсорбції вірусу на еритроцитах птахів знижуються, а на клітинах нирок собаки MDCK - зростають; часи 50%-ої адсорбції поводять себе протилежним чином.

3. В процесі епізоотії температурний оптимум ферментативної активності NA вивчених штамів вірусу грипу Н9N2 зсувається від 42⁰ С до 37⁰С , а константа Міхаеліса стає меншою при 37⁰ С, ніж при 42⁰ С.

4. Показано, що на початку епізоотії для обох білків вивчених штамів була притаманна кросреактивність до антигенів різних серотипів вірусу грипу. Наприкінці епізоотії кросреактивність відсутня - всі штами віднесені до серотипу Н9N2.

5. Знайдені зміни функціональних властивостей НА та NA корелюють з регулярними крапковими мутаціями в їх генах та відповідними змінами первинних структур цих білків в ході епізоотії.

6. Аналіз структурно-функціональних змін властивостей НА та NA свідчить про виникнення в ході епізоотії 2-х груп штамів вірусу грипу Н9N2 : “ранніх”, характерних , в основному, до початку 2003 р., та “пізніх”, які повністю витіснили “ранні” наприкінці епізоотії. “Ранні” штами ближчі за своїми властивостями до референтного вірусу пташиного грипу ty/Wisconsin-66 (H9N2), а “пізні” - до референтних вірусів людини Singapore/57 (Н2N2) та Hong Kong/68 (Н3N2).

7. Базуючись на нуклеотидних послідовностях генів та амінокислотних послідовностях білків НА та NA вивчених штамів, а також на відповідних послідовностях з генних банків, побудовано філогенетичне дерево вірусів грипу Н9N2. Показана близька систематична спорідненість вивчених штамів до вірусів грипу Н9N2 з Європи та Південно-Східної Азії.

8. Отримані результати свідчать про те, що вивчені “пізні” штами вірусу пташиного грипу Н9N2 є вірогідними кандидатами на роль нового штаму, здібного перейти до людини.

ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

НА - гемаглютинін

NA - нейрамінідаза

РГГА - реакція гальмування гемаглютиніну

РГНА - реакція гальмування нейрамінідазної активності

МDCK - культура клітин нирок собаки

ПЛР - полімеразна ланцюгова реакція

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Shihmanter E., Lipkind M., Rosenbluth E., Lapin K., Gisin I., Pokamunski S., Perk S., Panshin A. Sequence analysis of the haemagglutinin gene of H9N2 Israeli Avian Influenza viruses. //World Poultry Science Association Federation of European Branches and Institute of Poultry Diseases. Free University Berlin, Germany. - 2003. - N 28. - P. 164-176. (Дисертантом були вилучені ділянки генів НА вірусів грипу і визначена їхня первинна структура)

2. Panshin A., Tendler Y., Lapin K., Gisin I., Pokamunski S., Zinder O., Orvell C., Lipkind M., Shihmanter E. Monoclonal antibodies and RT-PCR in diagnostic ortho- and paramyxovirus avian infections.// Med. Immunology.- 2003.-V. 5 (3-4).- P. 316-317, Petersburg.(Дисертантом було проведено реакції гальмування НА і NA активності та визначені серотипи досліджених вірусів грипу)

3. Shihmanter E., Gisin I., Perk S., Lipkind M., Panshin A. Philogenetic Analysis of H9N2 Avian Influenza Viruses Isolated from Poultry in Israel during 2000-2004. //5 International Symposium on Turkey Diseases. World Poultry Science Association Federation of European Branches and Institute of Poultry Diseases, Free University Berlin, Germany. Jun. 17.- 2004.- Р. 81-97. (Дисертантом визначено первинні структури HA та NA вірусу пташиного грипу для здійснення філогенетичного аналізу)

4. Гисина И.Л., Перский Е.Э., Шихмантер Э.И. Анализ нуклеотидной последовательности участка 177-551 гена гемагглютинина вируса гриппа птиц Н9N2. //Биологический Вестник. -2004.- Т.8, № 2. - С. 94 - 98. (Дисертантом були вилучені ділянки генів НА вірусів грипу і визначена їхня первинна структура )

5. Гисина И.Л., Перский Е.Э.. Температурная зависимость активности нейраминидазы вирусов гриппа птиц и человека // Проблемы криобиологиии- 2004.- № 4.- С. 101 - 106. (Дисертантом було визначено активність NA штамів пташиного і людського вірусу грипу при різних температурах)

6. Гисина И.Л., Буланкина Н.И., Перский Е.Э. Эволюция структурно-функциональных свойств участка расщепления геммагглютинина вируса гриппа птиц Н9N2. // Вестник ХНУ им. В.Н. Каразина. Сер. Биология. - 2006 .- № 729.- С.16-20. (Дисертантом була вивчена залежність кінетичних показників адсорбції штамів вірусу пташиного грипу на культурі клітин собаки і еритроцитах курки від первинної структури ділянки розщеплення HA цих штамів).

7. Shihmanter Е, Weisman Y, Panshin A., Lapin E., Gisin I., Lipkind M.. Ecological, Antigenic, And Genetic Studies On Other-Than-NDV Avian Paramyxoviruses (APMV) Isolated In Israel. // XIII Congress of the world veterinary poultry association. July 20.- 2003. Denver, Colorado. - P. 31.

8.Shihmanter E, Panshin A., Lapin K., Gisin I., Lipkind M. The reverse transcriptase-polymerase chain reaction in diagnostic of the avian paramyxovirus infection. // World Poultry Science Association Federation of European Branches and Institute of Poultry Diseases. Free University, Berlin, Germany. Feb. 28.- 2003.

9.Panshin A., Tendler Y., Shihmanter E., Orvell C., Gisin I., Lipkind M., Zinder O. Predictive Estimation Proteins Antigenic Profiles, Comparison with the Antigenic Structure Determined by Means of Monoclonal Antibodies// 12 International Congress of Immunology and 4 Annual Conference of FOCIS. Julу. 20, 2004. Montreal, Canada. Abstract. 2004.- Р.146В

10.Shihmanter E., Panshin A., A. Rosenbluth A., Lapin K., Gisin I., Pokamunski S., Lipkind M., Perk S. Characterization of avian H9N2 influenza viruses recently isolated in Israel.// In: Annual Meeting of the Israel Society for Microbiology, Tel Aviv, Feb. 3-4.- 2003, - P. 59.

11.Shihmanter E., Panshin A., Rosenbluth E., Lapin K., Gisin I., Pokamunski S., Lipkind M. (2003) Pathotype-diagnostic of the Newcastle disease viruses by means of the RT PCR. // In: Annual Meeting of the Israel Society for Microbiology.- Tel Aviv.-Feb. 3-4. - 2003 - P. 59.

12.Gisin I., Shihmanter E., Perk S., Pokamunski S., Rosenbluth E., Orvell C., Lipkind M., Panshin A. Antigenic and genetic heterogeneity amongst the Newcastle virus strains recently isolated in Israel. // Tel Aviv University. - 2003. - P. 11 - 12.

13.Гисина И.Л., Перский Е.Э. Возможный механизм быстрой эволюции вируса гриппа птиц Н9N2 путём межвидового переноса. // Генетика в современном обществе. Научн. конф., посвящ. 70-летию каф. генетики и цитологии ХНУ. Тез. докл. - Харків. - 2004. - C. 44.

14.Перський Є.Е., Гісіна І.Л., Буланкіна Н.І. Порівняльне дослідження первинної структури і функціональних властивостей нейрамінідази та гемаглютинину вірусів грипу ty/wisconsin 66 i H9N2 птиць та Singapure/57 i Hong Kong/68 людини. // ІХ Укр. біохім. з'їзд.- К.: Н.думка. - Тези доповідей. Т.1. - С. 20.

Размещено на Allbest.ru