Биологически активные белки вируса гриппа. Гемагглютинин

И. Т. ШУЛЬЦ (I. Т. SCHULZE)

I. ВВЕДЕНИЕ

ТОТ факт, что вирусы гриппа обладают способностью агглютинировать эритроциты, сыграл большую роль в развитии наших представлений об этих инфекционных частицах. Гемагглютинация оказалась крайне удобным методом для идентификации, очистки и определения .концентрации вирусов. Кроме того, с (момента обнаружения явления гемагглю-тинацип 35 лет назад (Hirst, 1941; McClelland, Hare, 1941) считается, что механизмы адсорбции вирусов гриппа на поверхность клетки-хозяина и на поверхность эритроцитов сходны. Следовательно, на выяснение вопроса о. том, жаким образом вирионы гриппа инициируют инфекционный процесс, в большой степени влияют наши знания .механизма взаимодействия этих ширионов с эритроцитами.

В течение нескольких лет после открытия гемагглютина-ции Hirst (1941, 1942а, Ь) выяснял основные закономерности этого явления. Было обнаружено, что гемагглютинация может быть использована не только для обнаружения вируса гриппа, но и для определения его концентрации, поскольку имеет 'место пропорциональность между гемагглютинирующей активностью препаратов и их летальной дозой для мышей. Кроме того, обработка аллантоисной жидкости эритроцитами приводит к параллельному уменьшению ее инфекционного титра и титра гемагглютинации. Было также показано, что конвалесцентная сыворотка крови, нейтрализующая инфекционность, тормозит и гемагглютинацию. Таким образом, были получены простые и эффективные экспресс-методы для количественной оценки содержания вирусов и вирусспецифических антител.

Hirst показал также, что адсорбированные на эритроцитах вирусы могут быть элюированы при температуре 37°С, а элюированные вирусы можно снова адсорбировать на свежих эритроцитах. Однако эритроциты, с которых вирус был элюирован, теряют способность адсорбировать на своей поверхности вирусы гриппа того же штамма. После мягкой тепловой обработки вирусные частицы теряют способность к элюции без изменения гемагглютинирующей активности. Эти экспериментальные данные указывают на разрушение специфического рецептора клеточной поверхности ферментом, ассоциированным с вирусной частицей. Изучение природы этого рецептора (Hirst, 1948a, b; 1949a, b) доказало, что он является мукопротеидом, сходным с ингибиторами гематглютинации, которые к тому времени были обнаружены в обычной сыворотке крови (Hirst, 1942b; McCrea, 1946; Burnet, McCrea, 1946; Francis, 1947).

Эксперименты, проведенные Hirst, были первым аргументом в пользу существования нейраминидазы, входящей в состав вириона (более подробные данные о ней будут приведены в гл. 4). Поскольку в описанных опытах было показано, что процесс элюции не оказывает влияния на сами вирионы, фактически был разработан метод очистки и концентрирования вируса гриппа. Детали такого метода, включающего циклы адсорбции и элюции, были отработаны вскоре после проведения этих экспериментов. (Hare et al., 1941, 1942; Francis, Salk, 1942). Метод используется до настоящего времени.

С открытием явления гемагглютинации началась новая страница в истории вирусологии. Несоответствие между инфекционным титром и конечной точкой титрования в реакции гемагглютинации привело von Magnus (1951) к открытию существования генетически неполноценных вирионов, дефектных интерферирующих вирусных частиц, названных фон-магнусовским вирусом.

В настоящее время известно, что молекулярными структурами, ответственными за гемагглютинирующую активность вируса гриппа, являются равномерно распределенные радиальные поверхностные выступы, образуемые субъединицами гликопротёида (см. гл. 2). Удаление этих выступов приводит к потере инфекционности и гемагглютинирующей активности. Таким образом, взаимодействие гемагглютинина с клеточной мембраной является первым этапом инфекционного цикла. Однако, как будет показано в гл. 4, могут быть подобраны условия, при которых вирионы способны вызвать инфекционный процесс и при этом не агглютинировать эритроциты. Основная задача данной главы состоит в том, чтобы дать представление о всех биологических свойствах ассоциированного с вирусной частицей гемагглютинина и связать эти свойства с его структурой. Будет еще раз рассмотрено сходство между адсорбцией вирионов на клетку-хозяина и на эритроциты. Для решения этих задач будет описана сама реакция гемагглютинации, а также будут приведены общепринятые сведения о структуре гемагглютинина и его свойствах как в составе вириона, так и после изоляции из вирусной частицы.