Acid-sensitive分子变化导致流感大流行的出现

圣裘德儿童研究医院的科学家们已经发现了一个血凝素蛋白的分子性质导致2009年H1N1大流行性流感病毒的出现。研究结果可以帮助官方识别和控制流感病毒对人类健康构成最大威胁。这项研究发表在今天的在线科学杂志的早期版本美国国家科学院院刊》上(PNAS)。

血凝素进行表面的流感病毒。病毒需要的蛋白质绑定并感染宿主细胞。

研究人员表明,血凝素在酸性环境变得更加稳定H1N1病毒从猪传染给人类。适应增加蛋白质的稳定性在酸性条件下人类的呼吸道和降低血凝素的pH值是激活的。激活触发器不可逆的蛋白质分子形状的变化融合病毒和靶细胞。

调查人员在实验室证明传播机载病毒的血凝素适应是必要的在雪貂,人类疾病的动物模型。变异血凝素减少酸,蛋白质的稳定和增加激活的pH值,阻止粒子病毒通过空气传播的能力。

“我们已经确定了血凝素酸稳定性作为大流行性病毒的基本属性,“查尔斯·罗素说,博士,助理圣裘德传染病部门的成员,领导了这项研究。“这些发现应该援助帮助官员大流行防备的识别和优先循环监测动物病毒,疫苗生产和其他措施。”

激活不同的pH值不同流感病毒。禽流感和猪流感病毒被激活在酸碱相比5.5 - -6.0 5.0 - -5.5为人类流感病毒。罗素等人的先前的研究显示,改变血凝素减少酸,蛋白质的稳定性和较低的pH值激活,导致传播的禽流感病毒在小鼠和雪貂。现在研究人员这样一个人类大流行性病毒变化有关。

在这项研究中,研究人员跟踪激活的pH值在H1N1猪流感病毒和在2009年的流感大流行。H1N1猪流感大流行之前,病毒被激活在pH值5.5 - -6.0。大流行的H1N1病毒,感染人类早期被激活在pH值5.5。在后面的情况下,H1N1大流行性流感病毒的激活pH值-5.4下降至5.2。

“血凝素蛋白的人类流感大流行中起着重要的作用,然而直到现在大流行性病毒所需的分子性质很大程度上仍未定义,”拉塞尔说。“我们的研究结果表明,要求一个大流行性流感病毒是一个acid-stabilized蛋白质激活pH值为5.5或更低,这足以使机载人际传播在2009年甲型H1N1流感大流行的开始。”

当科学家突变的2009 H1N1大流行性流感病毒使它更像猪流感病毒,并给它一个较高的血凝素激活pH值,病毒造成更少的疾病和传播在老鼠和雪貂更慢。

回应功能丧失的突变的病毒在实验室通过快速改变血凝素较低激活pH值为5.3。的自发变化恢复空中传播性病毒在雪貂。的分析流感大流行H1N1病毒样本来自全世界超过21000人患病例发现少量H1相同的突变。

“血凝素形状改变导致膜融合并获得病毒遗传物质进入靶细胞是由pH值下降引起的,”拉塞尔说。“病毒可以暴露在低pH值在温和的酸性上呼吸道的人类和其他哺乳动物。如果血凝素太容易触发,它就像一个捕鼠器引发过早,和病毒灭活在到达靶细胞之前。”