Ученые приблизились к пониманию того, как вирусы используют молекулярные «ворота» для проникновения в клетки, а также раскрыли тонкости одного из базовых механизмов клеточной химии. Команда из Института клинической биохимии Ганноверской медицинской школы (MHH) выяснила, как происходит модификация сиаловых кислот — важных сахарных молекул на поверхности клеток. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Сиаловая кислота — не просто фрагмент клеточной оболочки, она участвует в распознавании, защите и развитии нервной системы, а ее измененные формы нередко становятся точкой входа для патогенов. Один из распространенных вариантов такой модификации — О‑ацетилирование, при котором к молекуле присоединяется ацетильная группа. Этот процесс идет в аппарате Гольджи — распределительном центре клетки. Долгое время было непонятно, как именно ацетильные группы попадают туда.
Вопрос в том, как ацетильный строительный блок попадает в центр распределения. Одна из гипотез предполагала участие белка‑транспортера SLC33A1, и теперь впервые удалось это доказать.
Более того, ученые показали, что генетические изменения в гене SLC33A1, обнаруженные у детей с синдромом Хуппке — Бренделя, нарушают О‑ацетилирование сиаловых кислот. Последствия таких мутаций серьезны: они приводят к тяжелым неврологическим нарушениям и отклонениям в развитии уже в младенческом возрасте.
Еще одно важное открытие касается белка CASD1, который инициирует модификацию сахара. В нем обнаружили в второй каталитический центр — он расположен в участке, проходящем через мембрану аппарата Гольджи, и фактически формирует ворота для ацетильных групп. Это подтверждает существование двух разных путей транспорта ацетильных групп через мембрану — оба они задействованы в каталитической активности CASD1.
Практическая значимость результатов связана и с вирусными инфекциями. Вирусы гриппа С используют О‑ацетилированные сиаловые кислоты как точку входа в клетку, тогда как грипп А и В проникают только при наличии немодифицированной формы. Некоторые коронавирусы задействуют такие молекулы как молекулярный ключ для активации шиповидного белка — без этого взаимодействие с рецептором клетки‑хозяина невозможно.
Понимание этих механизмов может стать основой для новых подходов к борьбе с инфекциями. Сиаловые кислоты способны стать важным инструментом для изучения вирусных инфекций и разработки более эффективных методов противодействия им. Кроме того, роль сиаловых кислот в маскировке раковых клеток от иммунной системы открывает дополнительные перспективы для исследований в онкологии.
Ранее Наука Mail рассказывала, что создан коктейль антител для защиты от вирусов Нипах и Хендра.
