ВИЧ и эффективность смеси ингибиторов по сравнению с одним ингибитором

Я ищу разъяснения по ответу на этот вопрос. Это в моем классе биохимии, но я подумал, что это больше биология, чем химия, поэтому я спрашиваю это здесь.

Вопрос в том:

Одним из наиболее эффективных методов лечения ВИЧ-позитивных людей является прием коктейлей с ингибиторами протеазы. Для созревания вируса необходимы определенные протеазы, и эти ингибиторы препятствуют их функционированию. Коктейль ингибиторов означает одновременное использование нескольких ингибиторов. Почему коктейль более эффективен, чем один ингибитор?

Мой ответ на это заключается в том, что может быть более одной мутации вируса, и с каждой мутацией происходит изменение конкретной протеазы. Таким образом, коктейль протеаз защитит от более широкого спектра мутировавших вирусов.

Это правильно? Есть ли ответ, который может включать описание эпитопов?

Ответы (2)

Ваш ответ правильный. ВИЧ-1 кодирует одну гомодимерную аспарагиновую протеазу , каждый мономер которой содержит классический мотив Asp-Thr-Gly , а активный сайт димера формируется из двух мономерных активных сайтов, образующих щель, в которой происходит протеолиз. В нем вода действует как нуклеофил в сочетании с остатком аспарагиновой кислоты, гидролизуя пептидную связь в белке-мишени.

Механизм действия аспартилпротеазы

WikiMedia: механизм аспартилпротеазы.png

Некоторые белки ВИЧ-1 синтезируются в виде полипротеинов, и протеаза необходима для их расщепления в соответствующих местах, чтобы они могли принять свои зрелые формы. Это очень важно, потому что без этих событий расщепления ВИЧ-1 не может завершить свой цикл репликации и поэтому становится неинфекционным.

Цикл репликации ВИЧ

WikiMedia: HIV-replication-cycle.svg

Ингибиторы протеазы действуют, «застревая» в щели связывания, скрывая аспартат и предотвращая связывание белков-мишеней. Однако эти низкомолекулярные ингибиторы очень специфичны к ВИЧ-1 и аминокислотным остаткам, которые составляют расщелину связывания, в противном случае они потенциально могли бы ингибировать одну или несколько из многих аспартилпротеаз, которые наш организм вырабатывает естественным образом. Хотя маловероятно, что деструктивная мутация в мотиве Asp-Thr-Gly может привести к репликационно-компетентному вирусу, другие, более консервативные мутации могут происходить в расщелине связывания, которые все еще позволяют мишени связываться и расщепляться. Однако, в зависимости от того, какой именно ингибитор протеазы используется, одной мутации, даже если она консервативна, может быть достаточно, чтобы резко снизить уровень ингибитора. эффективность связывания и позволяют протеазе сохранять часть или всю свою функциональную способность. Вот почему используются коктейли ингибиторов: связывание каждого из них зависит от разных аминокислот, поэтому, если в какой-то момент возникают мутации, которые действительно влияют на активность одного ингибитора, другие могут оставаться незатронутыми. С точки зрения эволюции, ингибиторы оказывают на вирус огромное давление отбора, что в сочетании с естественным «неряшливым» процессом репликации ВИЧ-1 приводит к появлению мутантов в относительно короткие периоды времени.

В адаптивной иммунной системе есть два типа эпитопов : те, которые распознаются антителами и В-клетками , и те, которые распознаются Т-клетками, когда они представлены в контексте MHC . Эпитопы антител обычно обнаруживаются на поверхности патогена или пораженной патогеном клетки (если говорить в контексте инфекционных заболеваний), в виде белков или других соединений, способных вызывать иммунный ответ, которые находятся только полностью внутри патогена или инфицированной ячейка недоступна для привязки. С другой стороны, эпитопы Т-клеток представляют собой линейные пептидные фрагменты (а иногда и другие молекулы, такие как гликолипиды), генерируемые внутренним процессингом .в антиген-представляющей клетке и, как правило, хорошо репрезентативны для всего содержимого клетки, нативного и чужеродного. Нативные эпитопы обычно не вызывают иммунных ответов — когда они это делают, возникает аутоиммунитет. Чужеродные эпитопы распознаются циркулирующими Т-клетками и помогают инициировать иммунный ответ против инфицированных клеток. (Кстати, поскольку ВИЧ-1 заражает подмножество Т-клеток, для них это способ избежать обнаружения иммунной системой). Мутации в протеазном белке могут влиять на некоторые из эпитопов, которые он продуцирует, но эти мутации с такой же вероятностью увеличивают видимость для иммунной системы, как и уменьшают ее, поэтому в целом нет ни выигрыша, ни проигрыша.

Согласно википедии :

Ингибиторы протеазы ВИЧ представляют собой пептидоподобные химические вещества, которые конкурентно ингибируют действие аспартилпротеазы вируса. Эти препараты предотвращают протеолитическое расщепление полипротеинов Gag и Pol ВИЧ, которые включают важные структурные и ферментативные компоненты вируса. Это предотвращает превращение частиц ВИЧ в их зрелую инфекционную форму.

Конкурентное ингибирование означает, что оно лишь замедляет преобразование, но не останавливает его. В случае создания вируса речь идет о многоступенчатом процессе. Используя несколько ингибиторов, мы замедляем несколько этапов этого процесса. Так что это намного эффективнее, чем просто использовать один ингибитор для замедления только одного шага в процессе...