Марганец останавливает репликацию ВИЧ
Остановить коварный вирус HI кажется таким простым. Повышенный уровень марганца в пораженных клетках препятствует работе ключевого вирусного фермента. Активность фермента обратной транскриптазы, который превращает цепочку РНК, введенную вирусом, в соответствующую ДНК, сильно снижается из-за слишком большого количества марганца. То, что первоначально применялось только к ферменту дрожжей, похоже, также работает и со смертельными вирусами. Несколько громоздкими, можно подумать, являются вирусы из класса ретровирусов. Они кодируют свою генетическую информацию в виде рибонуклеиновой кислоты (РНК) вместо того, чтобы присоединяться к большинству организмов и использовать в качестве носителя дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). Достигнув нужной клетки, ретровирусы переписывают свой геном обратно в ДНК с помощью специального фермента - обратной транскриптазы (ОТ).
Чтобы запустить этот процесс, обратная транскриптаза предоставляет два сайта для прикрепления атомов марганца и магния. Теперь осталось только притянуть и связать нужные атомы. Эрик Болтон и его коллеги из Университета Джона Хопкинса обнаружили, что когда баланс атомов металла нарушается, фермент работает неправильно. «Большинство обратных транскриптаз, которые мы изучали, предпочитали магний в качестве партнера по связыванию», - сказал молекулярный биолог Джеф Боке. «Но дополнительная доза марганца меняет активность ферментов».
Как правило, количество присоединенных атомов магния во много раз превышает количество атомов марганца. Однако, если количество атомов марганца, присутствующих внутри клетки, увеличивается в три раза, активность фермента снижается вдвое, хотя магний все еще доступен в больших количествах, а марганец - по количеству - явно превышает его. Дефект в гене PMR1 отвечает за необычное накопление марганца в клетке: этот ген кодирует ионный канал, который фактически должен активно выбрасывать кальций и марганец из клетки.
Болтон впервые смог наблюдать последующее ингибирующее действие металла на обратную транскриптазу у дрожжей. Этот результат натолкнул его и его коллег на мысль вывести из строя вирусы HI с помощью этого необходимого для них фермента - просто за счет увеличения концентрации марганца. Ответственный переносчик марганца должен стать отправной точкой для возможной разработки нового препарата против ВИЧ. Это особенно важно, поскольку доступные в настоящее время ингибиторы обратной транскриптазы, такие как AZT, легко побеждаются быстро меняющимся ВИЧ и теряют свою эффективность.