arrow



Механизмы противовирусной защиты
Антигены главного комплекса гистосовместимости

Противовирусная активность интерферонов заключается как в подавлении белкового синтеза и репликации нуклеиновой кислоты в вирусинфицированных клетках, так и в активации натуральных киллеров (НК), подвергающих зараженные клетки лизису, и в усилении экспрессии молекул МНС (Major Histocompatibility Complex - главный комплекс гистосовместимости), что приводит к индукции специфического иммунного ответа.


 
NО-синтаза

IFN индуцирует экспрессию одной из форм нитрооксидсинтазы (NOS). Этот фермент катализирует NADPН-зависимое окисление аргинина с образованием окиси азота и цитруллина (схема 4). Реакция протекает в две стадии. Первый этап реакции заключается в гидроксилировании аргинина с образованием промежуточного продукта - N-гидроксиаргинина, который на втором этапе окисляется в цитруллин и оксид азота, представляющий собой молекулу с неспаренным электроном, т. е. радикал. Известно три изоформы фермента: нейрональная (NOS1), выделенная первоначально из клеток нервной ткани (нейронов), индуцибельная (iNOS2), полученная из макрофагов, и эндотелиальная (NOS3), обнаруженная в эндотелии кровеносных сосудов.

 
Белки Мх

Продукты IFN-регулируемых генов - белки Мх представляют семейство белков, определяющих устойчивость клеток к вирусам гриппа, везикулярного стоматита и некоторым другим РНК-содержащим вирусам, геном которых представлен минус-цепью. Противовирусное действие белков Мх определяется их клеточной локализацией: ядерной или цитоплазматической.

Белки Мх обладают GTPазной активностью. Они отличаются от малых GTPаз и гетеротримерных G-белков большой молекулярной массой (около 80 kDa), относительно низким сродством к GTP и быстрым его гидролизом.

 
РНК-зависимая аденозиндезаминаза

РНК-зависимая аденозиндезаминаза (Adenosine Deaminase Acting on RNA - ADAR) катализирует посттранскрипционную модификацию РНК, превращает аденозин путем реакции дезаминирования в инозин (схема 2).

Подробнее...

 

 
Протеинкиназа PKR

Эта протеинкиназа состоит из 551 аминокислоты, ее молекулярная масса 62 kDa. Как и 2',5'-олигоаденилатсинтетаза, она синтезируется в клетке в неактивной форме и активируется или двухцепочечной РНК, или белком-активатором PKR (РАСТ). Модель активации фермента двухцепочечной РНК и РАСТ представлена на рис. 4.20.

Подробнее...

Рис. 4.20. PKR и ее активация двухцепочечной РНК (слева) и белком-активатором PKR (РАСТ - protein-activator) (справа). Регуляторный N-концевой домен, связывающий двухцепочечную РНК (dsRNA) или РАСТ в участках dsRBM1 и dsRBM2, в отсутствие индукторов автоингибирует С-концевой киназный домен, состоящий из N- и С-областей, в углублении между которыми и формируется активный центр фермента. Высвобождение киназного домена после связывания индуктора (dsRNA или РАСТ) регуляторным доменом приводит к образованию активного димера PKR, который способен автофосфорилироваться по остаткам серина и треонина (изображено стрелками) и катализировать фосфорилирование своих белковых субстратов.

 
2',5'-Олигоаденилатсинтетаза

В присутствии двухцепочечной РНК, служащей индуктором для 2',5'-олигоаденилатсин-тетазы (OAS) (в незараженных вирусом клетках фермент не активен) (cм. рис. 4.11), фермент катализирует полимеризацию АТР с образованием олигоаденилатов с необычной 2',5'-фосфодиэфирной связью (схема 1).

Подробнее...

 

 
Продукты IFN-индуцируемых генов

Индукция интерфероном специфических генов вызывает два типа ответов: ранний (первичный) и поздний (вторичный). При раннем ответе индукция генов связана с активацией латентных транскрипционных факторов, осуществляемой несколькими путями: 1) удалением белка, маскирующего действие фактора; 2) модификацией фактора; 3) формированием гомо- или гетеромерных транскрипционных комплексов. При позднем ответе индукция генов связана с индуцированным синтезом транскрипционных факторов, отсутствующих в нестимулированной клетке.

 
Механизм действия интерферона

Противовирусное действие, модуляция иммунного и воспалительного ответов, регуляция пролиферации и дифференцировки клеток осуществляется интерферонами путем стимуляции транскрипции IFN-индуцируемых генов, кодирующих различные белки. Некоторые из этих белков являются транскрипционными факторами, которые участвуют в регуляции экспрессии генов, в том числе и генов IFN. Это приводит к формированию сложной генной сети, регулирующей функционирование системы IFN, т. е. системы регуляции процессов индукции и действия IFN.

Как упоминалось выше, для проявления биологической активности выделенный пораженной вирусом клеткой интерферон должен связаться с мембранными рецепторами этой же или соседних клеток.

 
Классификация интерферонов

В зависимости от антигенных и физико-химических характеристик, способа индукции, эффективности и механизмов действия интерфероны подразделяются на два типа: интерфероны I типа - IFN1 и интерфероны II типа - IFN2.

По антигенной специфичности интерфероны делятся на три класса: альфа-лейкоцитарный, образующийся в ядерных клетках крови (гранулоцитах, лимфоцитах, моноцитах); бетта-фибробластный, вырабатываемый клетками кожно-мышечной, соединительной и лимфоидной ткани; гамма-иммунный, синтезируемый Т-лимфоцитами совместно с макрофагами, естественными киллерами. Первые два интерферона относятся к IFN1, последний - к IFN2.

 
Механизмы противовирусной защиты

К наиболее изученным механизмам защиты клеток млекопитающих и птиц от вирусной инфекции относят выработку клетками в большем или меньшем объеме специфических низкомолекулярных гликопротеинов, получивших название интерфероны (от лат. inter - "взаимно, между собой" и ferio - "ударяю, поражаю").

Интерферон (IFN) был открыт в 1957 г. А. Айзексом и Ш. Линденманном при изучении явления интерференции вирусов. Вирус гриппа при размножении в культуре куриной эмбриональной ткани способствовал синтезу фактора, выделяемого клетками в питательную среду и делающего новые куски добавляемой в среду той же ткани невосприимчивыми к вирусной инфекции. По мнению авторов, выработка этого фактора и лежала в основе явления интерференции (антагонизма) вирусов, поэтому они назвали открытый ими фактор интерфероном, а потом показали, что это видоспецифичный белок, который образуется почти во всех ядерных клетках.