Ген pol (polymerase) и его продукты

Белок-предшественник Pol транслируется с несплайсированной РНК-транскрипта «gag-pol» и после трансляции быстро подвергается процессингу, то есть расщеплению протеазой на дефинитивные белки. Их четыре (в последовательности с 5′-конца): протеаза, обратная транскриптаза, РНКаза Н и интеграза, называемая еще integration protein или эндонуклеазой.
Считается, что весь процессинг белков gag и pol осуществляется собственной вирусной протеазой. Приходится допускать, что она начинает действовать как фермент еще будучи сама неотщепленной от предшественника, или, что отщепление вирусной протеазы катализируется какой-либо клеточной протеазой. Молекулярный вес вирусной протеазы 10-11 kD. Greene W.C. [1990], а также Loeb D. et al. [1989] указывают, что она специфична по аспартилу, тогда как Rabson А.В. [1989] пишет, что уникальная субстратная специфичность протеазы ВИЧ-1 относится к пептидным связям между тирозином и пролином или между фенилаланином и пролином. Во всяком случае протеаза ВИЧ получена в кристаллическом виде. Ряд уважаемых специалистов по СПИД [Sci. vs AIDS, June 17, 1991] возлагают серьезные надежды на лечение инфекции препаратами, которые будут специфично блокировать вирусную протеазу.
Обратная транскриптаза ВИЧ является мономерной молекулой. После фракционирования в электрофорезе ферментативной активностью обратной транскриптазы (RT) обладают 2 фракции с молекулярными весами 66 kD и 51 kD. Белок р51 получается из белка р66 путем отщепления фрагмента с С-конца. При этом отщеплении ферментативная активность не страдает. RT ВИЧ-1 является магний-зависимым ферментом. Немецкие специалисты [Chandra P. et al., 1990] обнаружили еще одну уникальную биохимическую гетерогенность RT ВИЧ-1. При препаративном изоэлектрофокусировании каталитическая активность RT присутствует в двух значениях рН: 5.75 и 6.25. В обеих точках рН присутствуют обе разновидности по молекулярному весу, то есть и р51 и р66. Во фракции «рН 6.25″ содержится еще немалое количество компонентов с молекулярными весами 29 kD, 32 kD и 40 kD. Картирование с помощью синтетических пептидов показало, что эти примесные компоненты с меньшими молекулярными весами – продукты дальнейшего протеолиза р51 с его N-конца. Авторы не обнаружили подобной гетерогенности по изоэлектрическим точкам у обратных транскриптаз других исследованных ретровирусов, а именно: HTLV-1, HTLV-2, ВИЧ-2, вируса иммунодефицита африканских зеленых обезьян и вируса лейкоза крупного рогатого скота.
Рибонуклеаза Н (»Н» – от английского «hybrid», что означает, что субстратом этой РНКазы является гибридная нуклеиновая кислота, одна из цепей которой ДНК, вторая РНК) – небольшая молекула с молекулярным весом 15 kD. Этот фермент катализирует расщепление геномной РНК вируса после биосинтеза на ней, как на матрице, ДНК-копии, которая после синтеза второй (комплементарной) цепи уже становится провирусом и будет встроена в какую-либо из хромосом инфицированной клетки-хозяина [Loeb D. et al., 1989].
Четвертый продукт гена pol – интеграза. Молекулярный вес этого фермента 31 kD или 34 kD, поэтому он обозначается как р31 или р34. Интеграза катализирует расщепление в какой-либо точке (случайная эта точка или не случайная – наверняка неизвестно) ДНК хромосомы клетки-хозяина и воссоединение концов разрыва с концами двух нитей ДНК провируса. При этом происходит отщепление по две пары нуклеотидов с концов 3 и 5 -LTR вируса и дупликация отрезков последовательностей клеточной ДНК, примыкающих к встраиваемому провирусу.
Таким образом, ВИЧ оказывается интегрированным в геном и это состояние может продолжаться длительное время (годы). Клетки, несущие встроенный геном вируса, который пока не реплицируется, отвечает определению латентно инфицированных.