Pfam | PF00599 |
---|---|
InterPro | IPR002089 |
SCOP | 1mp6 |
SUPERFAMILY | 1mp6 |
TCDB | 1.A.19 |
Rodina OPM | 185 |
OPM protein | 2 kqt |
Protein M2 je matrix protein z viru chřipky A , z jehož je integrální membránový protein z obálky . Tvoří specifický viroporin pro H + protony . Tento iontový kanál je homotetramer proteinů M2, které se jeví jako a helixy stabilizované dvěma disulfidovými můstky a který je aktivní při kyselém pH . M2 protein je kódován společně s M1 proteinem sedmým segmentem virové RNA . Proton vodivost kanálu M2 je nezbytný pro replikaci viru .
Virus chřipky B a virus chřipky C kódují každý protein nazývaný BM2, respektive CM2, jehož peptidová sekvence je odlišná, ale struktura a biologická funkce jsou podobné jako u proteinu M2.
Protein M2 viru chřipky typu A se skládá ze tří polí ve výši 97 zbytky z aminokyselin : (1) doménu N -terminální extracelulární sestávající ze zbytků n o 1 až 23; (2) transmembránová doména sestávající ze zbytků # 24-46 ; (3) doménu C -terminální cytoplazmatická tvořená zbytky n o 47 až 97. transmembránová část, označenou TMS , tvoří pórů iontového kanálu . Důležité zbytky jsou imidazol z histidinu 37, který působí jako detektor pH a indolu z tryptofanu 41, který působí jako brána. Tato oblast je na určité cílové antivirotika , jako je amantadin , jeho derivát bezolovnaté na rimantadin , a pravděpodobně i jeho derivát methylovaný na adapromine . Prvních 17 zbytků cytoplazmatické domény proteinu M2 tvoří vysoce konzervovanou amfifilní šroubovici .
Zbytek amfifilní n o 46 až 62 vrtule cytoplazmatický konec hraje roli v sestavě a pučení viru. Chřipkový virus využívá amfifilní šroubovice proteinu M2 pro změnu zakřivení membrány pomocí cholesterolu molekul v cervixu na základně virionu pučením . Zbytky n O 70-77 z cytoplazmatický konec, jsou důležité pro vazbu s proteinem M1 a infekčnost (en) virových částic vyrobených. Tato oblast také obsahuje kaveolinovou vazebnou doménu označovanou jako CBD . Koncový C -terminál kanálu se rozprostírá ve smyčce na zbytcích n o 47-50, která spojuje transmembránovou doménu s amfifilní šroubovicí C -terminál , který obsahuje zbytky n o 46 až 62. Dvě vysoké struktury zkrácené formy M2 s odlišným rozlišením protein byly publikovány: krystalické struktury mutované formy transmembránové oblasti (zbytky n o 22-46) a delší verze proteinu (zbytky n o 18-60) obsahující transmembránovou oblast a segment C terminální doména analyzovaná NMR .
Tyto dvě struktury také navrhují různá vazebná místa pro antivirotika třídy adamantanu . V závislosti na krystalizované struktuře při nízkém pH se jedna molekula amantadinu váže uprostřed pórů, obklopená zbytky Val27 , Ala30 , Ser30 a Gly34 . Struktura založená na NMR na druhé straně ukazuje čtyři molekuly rimantadinu vázané mimo póry na okraji v kontaktu s lipidovou dvojvrstvou a interagující se zbytky Asp44 a Arg45 . NMR spektroskopická studie ukazuje, že kanál M2 má dvě vazebná místa pro amantadin, což je místo s vysokou afinitou na straně C -terminálu lumenu .a další místo, nižší afinita, na C -terminální straně na povrchu proteinu.
Protein M2 viru chřipky typu B je homotetramer z peptidového řetězce dlouhá 109 zbytků z aminokyselin . Jedná se o funkční homolog proteinu M2 viru chřipky A , i když sekvence těchto dvou proteinů nevykazuje prakticky žádnou podobnost kromě HXXXW - His - Xaa - Xaa - Xaa - Trp - motivu transmembránového segmentu, sekvence vyžadovaná pro funkce iontového kanálu . Jeho profil protonové vodivosti / pH je podobný profilu M2 proteinu viru chřipky A. Iontový kanál proteinu M2 viru chřipky B je však vyšší a tato aktivita je vůči amantadinu a rimantadinu zcela necitlivá .
Iontový kanál protein M2 viru chřipky A a viru chřipky typu B , je vysoce selektivní pro protony . Tento kanál je aktivován nízkým ( kyselým ) pH a má nízkou vodivost . Tato selektivita pro protony a že modulace vodivosti o pH pocházejí ze zbytků z histidinu v pozici 37 (His37). Nahrazení tohoto histidinového zbytku glycinem , alaninem , glutamátem , serinem nebo threoninem vede ke ztrátě selektivity pro protony a mutantní protein může také transportovat ionty sodíku Na + a draslíku K + . Přidání imidazolu k buňkám exprimujícím takové modifikované proteiny částečně obnovuje selektivitu pro protony. Je možné, že vodivý mechanismus zahrnuje protonovou výměnu mezi imidazolem histidinového zbytku 37 proteinu M2 a molekulami vody uzavřenými v kanálu tohoto proteinu.
Molekuly vody v pórech tvoří sítě spojené vodíkovými vazbami, které tvoří „vodné kabely“ od vstupu do kanálu ke zbytku His37. Tyto karbonylové skupiny , které lemují póry jsou umístěny na správných místech stabilizovat hydronium iontů prostřednictvím interakcí zahrnujících spojovací molekuly vody. Kolektivní posun v orientaci vodíkových vazeb by mohl přispět ke směrovosti toku protonů, protože histidinový zbytek 37 je dynamicky protonován a deprotonován během vodivého cyklu. Zbytky histidinu 37 tvoří krabicovou strukturu ohraničenou na obou stranách shluky molekul vody s dobře uspořádanými atomy kyslíku poblíž.