สาเหตุของความจำเพาะเจาะจงของไวรัสไข้หวัดใหญ่ชนิด เอ ในมนุษย์: ทำไมฮีแมกกลูตินิน H1 ยึดเกาะกับตัวรับแบบ S26G ดีกว่าแบบ S23G

Abstract

จากการศึกษาในระดับโมเลกุลเพื่อเปรียบเทียบโครงสร้างและพลังงานยึดจับของระบบ Human(H1)-S23G และ Human(H1)-S26G ด้วยระเบียบวิธีโมเลคิวลาร์ไดนามิกส์ซิมุเลชัน พบว่ามุมทอร์ชันของระบบ Human(H1)-S26G จะเกิด 1 conformation ซึ่งเป็น cis conformation ในขณะที่ระบบ Human(H1)-S23G จะเกิด 2 conformation โดยในช่วงแรกเป็น trans เมื่อเวลาผ่านไป พยายามปรับให้เป็น cis conformation พันธะไฮโดรเจนของระบบ Human(H1)-S23G เกิดน้อยกว่าของ ระบบ Human(H1)-S26G โดยพันธะไฮโดรเจนของโมเลกุล SIA ของระบบ Human(H1)-S23G กับกรดอะมิโน K142 และ G225 ของเอนไซม์ HA หายไปเมื่อเทียบกับระบบ Human(H1)-S26G รวมถึงพันธะไฮโดรเจนของโมเลกุล GALของระบบ Human(H1)-S23G กับกรดอะมิโน D222 ในขณะที่บระบบ Human(H1)-S26G เกิดถึง 6 พันธะ ซึ่งจากผลการคำนวณที่พบ นี้สามารถสรุปได้ว่าฮีแมกกลูตินิน H1 ยึดเกาะกับตัวรับแบบ S26G ได้ดีกว่าตัวรับแบบ S23G ยืนยันผลสรุปนี้ด้วยค่าพลังงาน ยึดจับ (G_binding) ของ human(H1)-S26G จะมีพลังงานที่ต่ำกว่าระบบ human(H1)-S23G ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการยึดจับ ระหว่างฮีเมกกลูตินินกับตัวรับแบบ S26G แข็งแรงกว่าตัวรับแบบ S23G

Source of The Receptor Recognition Specificity on Human Influenza A Virus: Why Hemagglutinin H1 is Better Bind by S26G than S23G Receptor

Borvornwat Toviwek¹ and Panita Kongsune^2*

To examine the influence of the recognition specificity of HA on receptor, molecular dynamics simulations of the enzyme HA subtype H1 bound to two receptor, Human(H1)-S23G and Human(H1)-S26G complexes, were carried out. It appears that 1 conformation of cis and 2 conformations (trans appears at first and cis appears later) for conformation for Human(H1)-S26G and Human(H1)-S23, respectively. The number of H-bond of Human(H1)-S26G is more than Human(H1)-S23G system in which a strong interaction between the K142 and G225 of HA and the SIA molecule of receptor was disappeared in Human(H1)-S23G complex. In addition, none H-bond between the D222 of HA and the GAL molecule for Human(H1)-S23G complex appears this H-bond appears 6 bonds for the Human(H1)-S26G system. From the calculation, if can concluded that H1 is better bound to S26G receptor than those of S23G receptor confirmed by the lower G_binding of Human(H1)-S26G than Human(H1)-S23G system.