الهيماغلوتينين (الإنفلونزا)

إن الهيماغلوتينين ( HA ) أو الهيماغلوتينين ^[p] ( الإنجليزية البريطانية ) هو بروتين سكري متجانس ثلاثي موجود على سطح فيروسات الإنفلونزا وهو جزء لا يتجزأ من قدرتها على العدوى .

الهيماغلوتينين هو بروتين اندماج من الفئة الأولى ، ^{[ 1 ] [ 2 ]} وله نشاط متعدد الوظائف كعامل ارتباط وبروتين اندماج غشائي . لذلك، فإن الهيماغلوتينين مسؤول عن ربط فيروسات الإنفلونزا بحمض السياليك على سطح الخلايا المستهدفة، مثل خلايا الجهاز التنفسي العلوي أو كريات الدم الحمراء ، ^{[ 3 ]} مما يؤدي إلى دخول الفيروس إلى الخلية. ^{[ 4 ]} بالإضافة إلى ذلك، فإن الهيماغلوتينين مسؤول عن اندماج الغلاف الفيروسي مع غشاء الإندوسوم المتأخر عند تعرضه لدرجة حموضة منخفضة (5.0-5.5). ^{[ 5 ]}

يأتي اسم "الهيماغلوتينين" من قدرة البروتين على التسبب في تكتل خلايا الدم الحمراء (أي الكريات الحمراء) معًا (أي التراص ) في المختبر . ^{[ 6 ]}

يحتوي الهيماغلوتينين (HA) في فيروس الإنفلونزا A (IAV) على 18 نوعًا فرعيًا على الأقل. ^{[ 7 ]} تُسمى هذه الأنواع الفرعية من H1 إلى H18. اكتُشف النوع H16 في عام 2004 في فيروسات الإنفلونزا A المعزولة من طيور النورس سوداء الرأس في السويد والنرويج . واكتُشف النوع H17 في عام 2012 في خفافيش الفاكهة . ^{[ 8 ] [ 9 ]} ومؤخرًا، اكتُشف النوع H18 في خفاش بيروفي عام 2013. [ ^{10 ] توجد} الأنواع الثلاثة الأولى من الهيماغلوتينين، H1 وH2 وH3، في فيروسات الإنفلونزا التي تصيب البشر. بناءً على التشابه التطوري ، تُقسّم بروتينات الهيماغلوتينين (HA) إلى مجموعتين، حيث تنتمي البروتينات H1، H2، H5، H6، H8، H9، H11، H12، H13، H16، H17، وH18 إلى المجموعة الأولى، بينما تنتمي بقية البروتينات إلى المجموعة الثانية. ^{[ 11 ]} يُحدد النمط المصلي لفيروس الإنفلونزا A (IAV) بواسطة بروتينات الهيماغلوتينين (HA) والنيورامينيداز ( NA ) الموجودة على سطحه. ^{[ 12 ]} للنيورامينيداز 11 نمطًا فرعيًا معروفًا؛ ولذلك، تُسمى فيروسات الإنفلونزا وفقًا لتراكيب بروتينات الهيماغلوتينين (HA) والنيورامينيداز (NA) الموجودة عليها (مثل H1N1 و H5N2 ). ^{[ 7 ]}

يُعرف فيروس إنفلونزا الطيور A( H5N1 )، وهو فيروس شديد الإمراضية، بقدرته على إصابة البشر بالإضافة إلى مضيفيه الأصليين من الطيور ، وإن كان ذلك نادرًا. ^{[ 11 ]} وقد أُفيد باكتشاف تغيرات في حمض أميني واحد في الهيماغلوتينين H5 الخاص بالفيروس لدى مرضى بشريين، وهي تغيرات "يمكن أن تُغير بشكل كبير خصوصية مستقبلات فيروسات H5N1 الطيرية، مما يمنحها القدرة على الارتباط بمستقبلات مثالية لفيروسات الإنفلونزا البشرية". ^{[ 13 ] [ 14 ]} ويبدو أن هذه النتيجة تُفسر كيف يمكن لفيروس H5N1، الذي لا يُصيب البشر عادةً، أن يتحور ويصبح قادرًا على إصابة الخلايا البشرية بكفاءة. وقد ارتبط الهيماغلوتينين الخاص بفيروس H5N1 بدرجة إمراضيته العالية ، على ما يبدو بسبب سهولة تحويله إلى شكل نشط عن طريق التحلل البروتيني . ^{[ 15 ] [ 16 ]}

HA هو بروتين سكري غشائي متكامل متجانس ثلاثي الوحدات . يتميز بتناظر جزيئي من النوع C3 . وهو أسطواني الشكل ، ويبلغ طوله حوالي 13.5 نانومتر. ^{[ 17 ] [ 18 ]} يتكون ثلاثي HA من ثلاث وحدات فرعية متطابقة . تتكون كل وحدة فرعية من سلسلة ببتيدية مفردة سليمة HA0 مع منطقتي HA1 وHA2 المرتبطتين برابطتين ثنائيتي الكبريتيد . ^{[ 18 ] [ 19 ]} تتخذ كل منطقة HA2 بنية لولبية ألفا ملتفة، وتقع فوق منطقة HA1، وهي نطاق كروي صغير يتكون من مزيج من بنى ألفا/بيتا . ^{[ 20 ]} يُصنّع ثلاثي HA كبروتين طليعي غير نشط HA0 لمنع أي نشاط اندماج مبكر وغير مرغوب فيه، ويجب أن يُقطع بواسطة بروتيازات الخلية المضيفة ليصبح معديًا. عند درجة حموضة متعادلة، تكون الأحماض الأمينية الـ 23 القريبة من الطرف الأميني لبروتين HA2، والمعروف أيضًا باسم ببتيد الاندماج المسؤول في النهاية عن اندماج الغشاء الفيروسي مع غشاء الخلية المضيفة، مخفية في جيب كاره للماء بين سطح التفاعل الثلاثي لبروتين HA2. ^{[ 21 ]} أما الطرف الكربوكسيلي لبروتين HA2، والمعروف أيضًا باسم نطاق الغشاء العابر ، فيمتد عبر الغشاء الفيروسي ويثبت البروتين عليه. ^{[ 22 ]}

HA1

يتكون HA1 في الغالب من صفائح بيتا متوازية عكسيًا. ^{[ 17 ]}

HA2

يحتوي نطاق HA2 على ثلاثة حلزونات ألفا طويلة، واحد من كل مونومر. ويرتبط كل حلزون من هذه الحلزونات بمنطقة حلقية مرنة تسمى الحلقة B (بقايا الأحماض الأمينية من 59 إلى 76). ^{[ 23 ]}

يؤدي بروتين HA وظيفتين أساسيتين في دخول الفيروس. أولاً، يسمح بالتعرف على خلايا الفقاريات المستهدفة ، وذلك من خلال الارتباط بمستقبلات حمض السياليك الموجودة على هذه الخلايا . ثانياً ، بمجرد ارتباطه، يُسهّل دخول الجينوم الفيروسي إلى الخلايا المستهدفة عن طريق التسبب في اندماج غشاء الإندوسوم المضيف مع الغشاء الفيروسي. ^{[ 24 ]}

على وجه التحديد، يرتبط نطاق HA1 من البروتين بحمض السياليك، وهو سكر أحادي موجود على سطح الخلايا المستهدفة، مما يسمح بارتباط جسيم الفيروس بسطح الخلية المضيفة. وقد وُصف نطاقا HA17 وHA18 بأنهما يرتبطان بجزيئات MHC من الفئة الثانية كمستقبلات للدخول بدلاً من حمض السياليك. ^{[ 25 ]} ثم يبتلع غشاء الخلية المضيفة الفيروس، وهي عملية تُعرف بالبلعمة الخلوية ، وينفصل لتشكيل حجيرة غشائية جديدة داخل الخلية تُسمى الجسيم الداخلي . بعد ذلك، تحاول الخلية البدء في هضم محتويات الجسيم الداخلي عن طريق زيادة حموضة داخله وتحويله إلى جسيم حال . بمجرد أن ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني داخل الجسيم الداخلي إلى حوالي 5.0 إلى 6.0، تحدث سلسلة من إعادة الترتيبات التركيبية للبروتين. أولاً، يتم إطلاق ببتيد الاندماج من الجيب الكاره للماء، وينفصل نطاق HA1 عن نطاق HA2. ثم يخضع نطاق HA2 لتغيير واسع النطاق في التكوين يؤدي في النهاية إلى وضع الغشائين على اتصال وثيق.

يعمل ما يُسمى بـ" ببتيد الاندماج "، الذي يتحرر عند انخفاض الرقم الهيدروجيني، كخطاف جزيئي، حيث يندمج في غشاء الإندوسوم ويرتبط به. بعد ذلك، يُعيد HA2 تشكيل بنيته إلى بنية جديدة (أكثر استقرارًا عند انخفاض الرقم الهيدروجيني)، فيسحب "خطاف الاندماج" ويجذب غشاء الإندوسوم إلى جانب غشاء جسيم الفيروس، مما يؤدي إلى اندماجهما. بمجرد حدوث ذلك، تُطلق محتويات الفيروس، مثل الحمض النووي الريبي الفيروسي، في سيتوبلازم الخلية المضيفة، ثم تُنقل إلى نواة الخلية المضيفة للتكاثر. ^{[ 26 ]}

بما أن الهيماغلوتينين هو البروتين السطحي الرئيسي لفيروس الإنفلونزا أ، وهو ضروري لعملية دخوله، فإنه يُعد الهدف الأساسي للأجسام المضادة المُعادلة . وقد وُجد أن هذه الأجسام المضادة للإنفلونزا تعمل بآليتين مختلفتين، تعكسان الوظيفتين المزدوجتين للهيماغلوتينين:

• جسم مضاد FI6
• فيتوهيماغلوتينين
• الهيماغلوتينين
• نيورامينيداز
• التحول المستضدي
• حمض السياليك
• الإبيتوب
• التركيب الجيني لفيروس H5N1

• شرح Jmol لبنية ونشاط الهيماغلوتينين الخاص بفيروس الإنفلونزا.
• جزيء الشهر في قاعدة بيانات البروتينات (PDB ): الهيماغلوتينين (أبريل 2006)
• قاعدة بيانات أبحاث الإنفلونزا: قاعدة بيانات لتسلسلات وبنية بروتينات الإنفلونزا
• الهياكل الجزيئية ثلاثية الأبعاد للهيماغلوتينين الخاص بفيروس الإنفلونزا من بنك بيانات المجهر الإلكتروني (EMDB)
• نظرة عامة على جميع المعلومات الهيكلية المتاحة في PDB لـ UniProt : K7N5L2 (هيماغلوتينين فيروس الإنفلونزا A) في PDBe-KB .
• نظرة عامة على جميع المعلومات الهيكلية المتاحة في PDB لـ UniProt : A0A0J9X268 (H6N1 subtype Hemagglutinin) في PDBe-KB .
• نظرة عامة على جميع المعلومات الهيكلية المتاحة في PDB لـ UniProt : A0A0J9X267 (سلسلة الهيماغلوتينين HA2 من النوع الفرعي H6N1) في PDBe-KB .