الهيماغلوتينين

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

رسم توضيحي يُظهر فيروس الإنفلونزا وهو يرتبط بالغشاء الخلوي عبر بروتين الهيماغلوتينين السطحي

يشير مصطلح الهيماغلوتينين (أو الهيماغلوتينين ، من الكلمة اليونانية haima التي تعني "دم" والكلمة اللاتينية gluten التي تعني "غراء") إلى أي بروتين قادر على التسبب في تكتل خلايا الدم الحمراء (الكريات الحمراء) معًا (" التراص ") في المختبر . [ 1 ] ويتم ذلك عن طريق الارتباط ببقايا السكر على سطح خلية الدم الحمراء؛ فعندما يرتبط جزيء هيماغلوتينين واحد بسكريات من عدة خلايا دم حمراء، فإنه "يلصق" هذه الخلايا معًا. ونتيجة لذلك، تُصنف هذه البروتينات ضمن البروتينات الرابطة للكربوهيدرات ( اللكتينات ). وقد ظهرت قدرة الهيماغلوتينين على الارتباط بسكريات خلايا الدم الحمراء بشكل مستقل عدة مرات، وبالتالي لا ترتبط جميع أنواع الهيماغلوتينين بنفس الآلية. كما أن قدرة الهيماغلوتينين على الارتباط بسكريات خلايا الدم الحمراء لا ترتبط بالضرورة بوظيفة البروتين داخل الجسم الحي . [ 2 ]

يُستخدم مصطلح الهيماغلوتينين عادةً للإشارة إلى الليكتينات النباتية والفيروسية. عُرفت البروتينات الطبيعية التي تُجمّع خلايا الدم الحمراء منذ مطلع القرن التاسع عشر. [ 2 ] يُنسب الفضل أيضًا إلى عالم الفيروسات جورج ك. هيرست في "اكتشاف التراص والهيماغلوتينين" عام 1941. [ 3 ] أثبت ألفريد غوتشالك عام 1957 أن الهيماغلوتينينات تربط الفيروس بالخلية المضيفة عن طريق الارتباط بحمض السياليك الموجود على السلاسل الجانبية للكربوهيدرات في البروتينات السكرية والدهون السكرية الموجودة على غشاء الخلية . [ 4 ]

الفيروسات

في عائلتي الفيروسات Paramyxoviridae و Orthomyxoviridae ، تستخدم الفيروسات بروتينًا سكريًا متجانسًا ثلاثي الوحدات يُسمى الهيماغلوتينين على غلافها البروتيني . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] يُعد الهيماغلوتينين مسؤولًا عن الارتباط بالمستقبلات ، وهي بقايا حمض السياليك ، على أغشية الخلايا المضيفة لبدء التحام الفيروس وإحداث العدوى . [ 8 ] [ 9 ]

على وجه التحديد، تتعرف هذه الأجسام المضادة على جزيئات الغليكوكونجوجات الموجودة على سطح خلايا الدم الحمراء المضيفة، والتي تحتوي على حمض السياليك ، بتقارب ضعيف، وتستخدمها للدخول إلى الإندوسوم في الخلايا المضيفة. [ 10 ] تميل الأجسام المضادة للارتباط بالهيماغلوتينين إلى التعرف على حمض السياليك المرتبط بروابط α-2,6 في الخلايا المضيفة لدى البشر، وحمض السياليك المرتبط بروابط α-2,3 في الطيور، على الرغم من وجود أدلة تشير إلى أن خصوصية هذه الأجسام المضادة قد تختلف. ويتوافق هذا مع حقيقة أن فيروس الإنفلونزا A عادةً ما يُسبب العدوى في الجهاز التنفسي العلوي لدى البشر، حيث يتواجد العديد من حمض السياليك المرتبط بروابط α-2,6. [ 11 ] توجد أنواع فرعية مختلفة من الأجسام المضادة للارتباط بالهيماغلوتينين، ومن المعروف أن الأنواع H1 وH2 وH3 تُصيب البشر. [ 12 ] إن الاختلاف في أنواع الهيماغلوتينين ( والنيورامينيداز ) الفرعية هو الذي يتطلب من المنظمات الصحية (مثل منظمة الصحة العالمية ) تحديث ومراقبة فيروسات الإنفلونزا المنتشرة المعروفة في البشر والحيوانات (مثل H5N1 ).

في الإندوسوم، تخضع الهيماغلوتينينات لتغيرات بنيوية نتيجة لانخفاض درجة الحموضة إلى 5-6.5 مما يسمح بارتباط الفيروس من خلال ببتيد اندماجي . [ 13 ]

الأنواع

بناء

الهيماغلوتينينات بروتينات صغيرة تمتد من سطح غشاء الفيروس على شكل نتوءات يبلغ طولها 135 أنغستروم (Å) وقطرها 30-50 أنغستروم. [ 20 ] يتكون كل نتوء من ثلاث وحدات فرعية متطابقة ، مما يجعل البروتين متجانسًا ثلاثيًا . تتكون هذه الوحدات الفرعية من جزيئين من الببتيدات السكرية ، HA1 وHA2، وترتبط بجزيئين من عديدات الببتيد ثنائية الكبريتيد ، أحدهما HA1 البعيد عن الغشاء والآخر HA2 الأصغر حجمًا والقريب منه. استُخدمت تقنيات علم البلورات بالأشعة السينية ، وطيف الرنين النووي المغناطيسي ، والمجهر الإلكتروني فائق البرودة لتحديد بنية البروتين، والتي تتكون في معظمها من حلزون ألفا . [ 20 ] بالإضافة إلى البنية الأساسية المتجانسة ثلاثية الوحدات، تحتوي الهيماغلوتينينات على أربعة نطاقات فرعية: النطاق الفرعي R المرتبط بالمستقبل البعيد عن الغشاء، والنطاق E الضامر الذي يعمل كإنزيم إستراز مدمر للمستقبل ، ونطاق الاندماج F، والنطاق الفرعي M الذي يثبت الهيماغلوتينين في الغشاء. يشكل النطاق الفرعي الذي يثبت الهيماغلوتينين في الغشاء سلاسل بروتينية مرنة تربط الهيماغلوتينين بالنطاق الخارجي . [ 21 ]

الآلية

يكون الهيماغلوتينين غير نشط في البداية على القفيصة الفيروسية لفيروسات الإنفلونزا من النوعين A و B. ولا يتحول كل عديد ببتيد أحادي من المتجانس الثلاثي إلى ثنائي، إلا عند انقسامه بواسطة بروتينات الخلية المضيفة، حيث يتكون من وحدتين فرعيتين HA1 وHA2 مرتبطتين بروابط ثنائية الكبريتيد. [ 22 ] تُعد الوحدة الفرعية HA1 مسؤولة عن تثبيت القفيصة الفيروسية على الخلية المضيفة عن طريق الارتباط ببقايا حمض السياليك الموجودة على سطح خلايا الجهاز التنفسي المضيفة. ويحفز هذا الارتباط عملية البلعمة الخلوية . [ 9 ] ثم ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني في الحويصلة الإندوسومية نتيجة لتدفق البروتونات، مما يُسبب تغيرًا في بنية الهيماغلوتينين، الأمر الذي يُجبر الوحدة الفرعية HA2 على الانقلاب للخارج. وتُعد الوحدة الفرعية HA2 مسؤولة عن اندماج الغشاء. يرتبط هذا البروتين بالغشاء الإندوسومي، ساحباً غشاء الغلاف الفيروسي والغشاء الإندوسومي معاً بإحكام، ليشكل في النهاية ثقباً يسمح بدخول المادة الوراثية الفيروسية إلى سيتوبلازم الخلية المضيفة. [ 7 ] ومن هنا، يستطيع الفيروس استخدام آليات الخلية المضيفة للتكاثر.

النباتات

انظر إلى فيتوهيماغلوتينين .

الاستخدامات في علم الأمصال

  • اختبار تثبيط التراص الدموي : [ 23 ] هو اختبار مصلّي يُستخدم إما للكشف عن الأجسام المضادة باستخدام كريات الدم الحمراء ذات المستضدات السطحية المعروفة، أو لتحديد مستضدات سطح كريات الدم الحمراء، مثل الفيروسات أو البكتيريا، باستخدام مجموعة من الأجسام المضادة المعروفة. تعتمد هذه الطريقة، التي ابتكرها جورج ك. هيرست عام 1942، على مزج عينات الفيروس مع مصل مخفف بحيث ترتبط الأجسام المضادة بالفيروس قبل إضافة كريات الدم الحمراء إلى المزيج. ونتيجةً لذلك، لا تستطيع الفيروسات المرتبطة بالأجسام المضادة ربط كريات الدم الحمراء، مما يعني تثبيط النتيجة الإيجابية للاختبار بسبب التراص الدموي . وعلى النقيض، إذا حدث التراص الدموي، ستكون نتيجة الاختبار سلبية.
    رسم تخطيطي للإعداد التجريبي للكشف عن التراص الدموي لتحديد فصائل الدم.
  • الكشف عن فصائل الدم عن طريق التراص الدموي : [ 24 ] تعتمد هذه الطريقة على قياس طيف انعكاس الدم وحده (بدون تراص)، وطيف انعكاس الدم الممزوج بكواشف الأجسام المضادة (مع التراص) باستخدام مستشعر يعمل بنمط الموجة الدليلية. ونتيجةً لذلك، تُلاحظ بعض الاختلافات في الانعكاس بين العينات. بمجرد إضافة الأجسام المضادة، يُمكن تحديد فصائل الدم وعامل Rh(D) باستخدام مستشعر نمط الموجة الدليلية. تتميز هذه التقنية بقدرتها على الكشف عن التراصات الضعيفة التي يكاد يكون من المستحيل رصدها بالعين المجردة.
  • تحديد فصيلة الدم ABO : باستخدام الأجسام المضادة لـ A وB التي ترتبط تحديدًا بمستضدات فصيلة الدم A أو B على سطح كريات الدم الحمراء ، يُمكن فحص عينة صغيرة من الدم وتحديد فصيلة الدم ABO للشخص. ولا يُحدد هذا الفحص مستضد Rh(D) ( فصيلة الدم Rh ).
  • تعتمد طريقة تحديد فصيلة الدم باستخدام البطاقة على التراص البصري لتحديد فصيلة دم الشخص. تحتوي البطاقة على كواشف أجسام مضادة مجففة لفصائل الدم مثبتة على سطحها. توضع قطرة من دم الشخص على كل خانة من خانات فصائل الدم على البطاقة. يُمكّن وجود أو عدم وجود التراص البصري من تحديد فصيلة الدم ABO وعامل ريسوس بسرعة وسهولة . ولأن هذه التقنية تعتمد على العين البشرية، فهي أقل دقة من تحديد فصيلة الدم باستخدام مجسات الموجات الدليلية.
  • يُستخدم تراص خلايا الدم الحمراء في اختبار كومبس في علم المناعة الدموية التشخيصي للكشف عن فقر الدم الانحلالي المناعي الذاتي . [ 25 ]
  • في حالة خلايا الدم الحمراء، تُعرف الخلايا المتحولة باسم الخلايا الكودية . تكشف تقنية الكود عن المستضدات الخارجية على سطح الخلايا، مما يسمح بالكشف عن استجابات الأجسام المضادة للمستضدات بواسطة اختبار التراص الدموي التقليدي. [ 26 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ نيلسون دي إل، كوكس إم إم (2005). مبادئ لينينجر في الكيمياء الحيوية (  الطبعة الرابعة). نيويورك: دبليو إتش فريمان.
  2. 1 2 شارون، ن. (30 يونيو 2004). "تاريخ الليكتينات: من الهيماغلوتينينات إلى جزيئات التعرف البيولوجي". علم السكريات . 14 (11): 53R– 62R. doi : 10.1093/glycob/cwh122 . PMID 15229195 . 
  3. ↑ كولاتا، جينا (26 يناير 1994). "وفاة جورج كيبل هيرست، 84 عامًا؛ رائد في علم الفيروسات الجزيئي" . صحيفة نيويورك تايمز . ISSN 0362-4331 . تاريخ الاطلاع: 14 مايو 2024 . 
  4. ↑ هنري، روني؛ مورفي، فريدريك أ. (أكتوبر 2018). "أصل الكلمة: الهيماغلوتينين والنيورامينيداز" . الأمراض المعدية الناشئة . 24 (10): 1849. doi : 10.3201/eid2410.ET2410 . PMC 6154157 . 
  5. ↑ كوتش، روبرت ب. (1996)، "فيروسات أورثوميكسو" ، في بارون، صموئيل (محرر)، علم الأحياء الدقيقة الطبية ( الطبعة الرابعة)، جالفستون (تكساس): الفرع الطبي لجامعة تكساس في جالفستون، ISBN  978-0-9631172-1-2PMID 21413353 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يناير 2024 
  6. ↑ باسكواتو، أنطونيلا؛ راموس دا بالما، جويل؛ جالان، كلارا؛ سيداح، نبيل ج.؛ كونز، ستيفان (يوليو 2013). "معالجة البروتينات السكرية لغلاف الفيروس بواسطة محولات البروتين الأولي". أبحاث مضادات الفيروسات . 99 (1): 49-60 . doi : 10.1016/j.antiviral.2013.04.013 . PMID 23611717 . 
  7. 1 2 سكيل، جون جيه؛ وايلي، دون سي. (يونيو 2000). "ارتباط المستقبلات واندماج الغشاء في دخول الفيروس: الهيماغلوتينين الخاص بفيروس الإنفلونزا". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 69 (1): 531-569 . doi : 10.1146/annurev.biochem.69.1.531 . PMID 10966468 . 
  8. ↑ نوبوساوا، إي. (أكتوبر 1997). "[بنية ووظيفة الهيماغلوتينين لفيروسات الإنفلونزا]". نيهون رينشو. المجلة اليابانية للطب السريري . 55 (10): 2562-2569 . PMID 9360372 . 
  9. 1 2 لو، مينغ (8 نوفمبر 2011)، "دخول فيروس الإنفلونزا"، الآلات الجزيئية الفيروسية ، التقدم في الطب التجريبي وعلم الأحياء، المجلد 726، بوسطن، ماساتشوستس: سبرينغر الولايات المتحدة، الصفحات 201-221 ، doi : 10.1007/978-1-4614-0980-9_9 ، ISBN   978-1-4614-0979-3، PMC 7123407 ، PMID 22297515  
  10. ^ بانجارو، سانديا؛ لانج، شانشان؛ شوتسرت، مايكل. فاندرفين، هيلاري أ. تشو، شيويونغ؛ كوس، نورجون؛ بومباردي، روبن؛ فين، جيسيكا أ. كينت، ستيفن J.؛ جيلشوك، بافلو؛ جيلشوك ، يوليا (2019). "موقع الضعف على واجهة قطاع رأس هيماجلوتينين لفيروس الأنفلونزا" . خلية . 177 (5): 1136-1152.e18. دوى : 10.1016/j.cell.2019.04.011 . بمك 6629437 . بميد 31100268 .  
  11. ↑ كوسيك، إيفان (16 أبريل 2019). "هيماغلوتينين الإنفلونزا ونيورامينيداز: بروتينات يين-يانغ تتطور معًا لإحباط المناعة" . الفيروسات . 11 ( 4): 346. doi : 10.3390/v11040346 . PMC 6520700. PMID 31014029 .  
  12. ↑ "PDB101: جزيء الشهر: الهيماغلوتينين" . RCSB: PDB-101 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 ديسمبر 2024 .
  13. ^ ميديروس، ر. إسكريو، ن.؛ نفاخ، ن.؛ مانجويرا، جي سي؛ فان دير ويرف، س. (10 أكتوبر 2001). "بقايا الراصة الدموية لفيروسات الأنفلونزا البشرية الحديثة A(H3N2) التي تساهم في عدم القدرة على تراص كريات الدم الحمراء في الدجاج" . علم الفيروسات . 289 (1): 74-85 . دوى : 10.1006/viro.2001.1121 . ISSN 0042-6822 . بميد 11601919 .  
  14. ↑ مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (2 نوفمبر 2021). "أنواع فيروسات الإنفلونزا" . مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أكتوبر 2022 .
  15. ↑ بي، يوهاي؛ يانغ، جينغ؛ وانغ، ليانغ؛ ران، لين؛ غاو، جورج ف. (أغسطس 2024). "بيئة وتطور فيروسات إنفلونزا الطيور". علم الأحياء الحالي . 34 (15): R716– R721. رمز Bibcode : 2024CBio...34.R716B . doi : 10.1016/j.cub.2024.05.053 . PMID 39106825 . 
  16. ^ هاشيغوتشي، تاكاو؛ ميناكا، كاتسومي؛ ياناجي ، يوسوكي (16 ديسمبر 2011). "هيماجلوتينين فيروس الحصبة: رؤى هيكلية حول دخول الخلايا ولقاح الحصبة" . الحدود في علم الأحياء الدقيقة . 2 : 247. دوى : 10.3389/fmicb.2011.00247 . ISSN 1664-302X . بمك 3267179 . بميد 22319511 .   
  17. ↑ بان سي إتش، خيمينيز جي إس، ناير إن (21 أغسطس 2014) [أغسطس 2008]. "استخدام المادة المساعدة فاكسفكتين مع لقاح الحمض النووي الذي يشفر بروتينات الهيماغلوتينين والاندماج لفيروس الحصبة يحمي قرود الريسوس اليافعة والرضع من فيروس الحصبة" . علم المناعة السريري واللقاحات . 15 (8): 1214-1221 . doi : 10.1128/CVI.00120-08 . PMC 2519314. PMID 18524884 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  18. ↑ تابرت، ماري م.؛ بورترفيلد، ج. زاكاري؛ ميهتا-ديسوزا، بادماجا؛ جولاتي، شيلي؛ إير، جيليان م. (أغسطس 2013). "مقارنة كمية لارتباط مستقبلات الهيماغلوتينين-نيورامينيداز لفيروس نظير الإنفلونزا البشري وانقسام المستقبلات" . مجلة علم الفيروسات . 87 (16): 8962-8970 . doi : 10.1128/JVI.00739-13 . ISSN 0022-538X . PMC 3754076. PMID 23740997 .   
  19. ↑ كوبوتا، ماري؛ هاشيغوتشي، تاكاو (2020). "التعبير واسع النطاق وتنقية هيماغلوتينين-نيورامينيداز فيروس النكاف للتحليلات البنيوية واختبارات ارتباط الغليكان" . تنقية الليكتين وتحليله . طرق في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 2132. الصفحات 641-652 . doi : 10.1007/978-1-0716-0430-4_55 . ISBN   978-1-0716-0429-8ISSN 1940-6029 . PMID 32306363. S2CID 216030421 .​​   
  20. 1 2 غامبلين، ستيفن جيه؛ فاتشيري، سيباستيان جي؛ شيونغ، شياولي؛ تشانغ، جي؛ مارتن، ستيفن آر؛ سكيل، جون جيه. (1 أكتوبر 2021). "بنية ووظائف الهيماغلوتينين" . مجلة كولد سبرينغ هاربور لوجهات نظر في الطب . 11 (10) a038638. doi : 10.1101/cshperspect.a038638 . ISSN 2157-1422 . PMC 8485738. PMID 32513673 .   
  21. ^ دونالد ج. بنتون، أندريا نانز، ليزلي ج. كالدر، جاك تورنر، أورسولا نيو، يي بو لين، إستير كيتيلارس، نيكول إل. كاليوارد، دافيد كورتي، أنطونيو لانزافيكيا، ستيفن ج. غامبلين، بيتر ب. روزنتال، جون جيه سكيهيل (2 أكتوبر 2018) [17 سبتمبر 2018]. "مرساة غشاء الراصة الدموية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 115 (40): 10112–10117 . دوى : 10.1073/pnas.1810927115 . بمك 6176637 . بميد 30224494 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  22. ^ تساروم، نتانئيل؛ دي فريس، روبرت ب. تشو، شيويونغ؛ يو، وينلي؛ ماكبرايد، ريان. بولسون، جيمس سي. ويلسون ، إيان أ. (مارس 2015). "هيكل وربط مستقبلات الهيماجلوتينين من فيروس أنفلونزا H6N1 البشري" . مضيف الخلية والميكروب . 17 (3): 369-376 . دوى : 10.1016/j.chom.2015.02.005 . بمك 4374348 . بميد 25766295 .  
  23. ↑ باين، سوزان (2017). "طرق دراسة الفيروسات". الفيروسات . ص 37-52 . doi : 10.1016/B978-0-12-803109-4.00004-0 . ISBN  978-0-12-803109-4. S2CID 89981392 . 
  24. ^ اشيبا، هيروكي. فوجيماكي، ماكوتو؛ أوازو، كويتشي؛ فو، مينجينج؛ أوكي، يوشيميتشي؛ تاناكا، توراهيكو؛ ماكيشيما ، ماكوتو (مارس 2015). "الكشف عن التراص الدموي لكتابة الدم بناءً على مستشعرات وضع الدليل الموجي" . بحوث الاستشعار والاستشعار الحيوي . 3 : 59– 64. بيب كود : 2015SBSR....3...59A . دوى : 10.1016/j.sbsr.2014.12.003 .
  25. ↑ ثيس، صموئيل ر.؛ هاشمي، محمد ف. (2022)، "اختبار كومبس" ، ستات بيرلز ، تريجر آيلاند (فلوريدا): ستات بيرلز للنشر، PMID 31613487 ، تم الاطلاع عليه في 16 ديسمبر 2022 
  26. ↑ فوكوسي، دانييلي؛ فرانشيني، ماسيمو؛ ماجي، فابريزيو (8 مارس 2022). "اختبارات التراص الدموي المعدلة للكشف عن الأجسام المضادة لفيروس كوفيد-19 في البيئات ذات الموارد المحدودة: هل هي جاهزة للاستخدام على نطاق واسع؟" . اللقاحات . 10 (3): 406. doi : 10.3390/vaccines10030406 . ISSN 2076-393X . PMC 8953758. PMID 35335038 .   
  • شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة بالهيماغلوتينين على ويكيميديا ​​كومنز