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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2014/08/08 02:13:39」(JST)

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ヘマグルチニン

タンパク質構造のイメージ

ヘマグルチニン（hemagglutinin、haemagglutinin、HA）とは、インフルエンザウイルス、およびその他多くの細菌、ウイルスの表面上に存在する抗原性糖タンパク質である。

ウイルスはこのヘマグルチニンの働きによって細胞に感染する。

ヘマグルチニンという単語は、in vitroにおいて赤血球（hem）を固まらせて凝集体（agglutinate）を作ることから名付けられた^[1]。

サブタイプ

ヘマグルチニン（以下HA）は少なくとも16種類が存在する。これらのサブタイプはH1からH16の種類に分けられる。インフルエンザウイルスの亜型名（例：H5N1など）のHはこのHAの種類を表している（Nはノイラミニダーゼの種類を表す）。最後に発見されたH16は、最近スウェーデンとノルウェーからのユリカモメから分離された例のみである^[2]。また、グアテマラにおいてコウモリから発見されたヘマグルチニンは今まで知られているものいずれとも構造が異なるため、これをH17とすることが提案されている^[3]。H1、H2、H3の3種類はヒトインフルエンザウイルスに存在する。

H5N1（トリインフルエンザ：avian flu）は極まれにヒトにも感染する可能性がある。ヒトの患者から発見されたトリインフルエンザウイルスのH5はアミノ酸配列が1つ変異していた。そのため、H5N1ウイルスのレセプター特性が変化してヒトにも感染するようになったということが発表された^[4]^[5]。この発見は通常ヒトには感染しないH5N1ウイルスがどのようにしてヒトの細胞に感染するのかを的確に説明できる。

また、このH5N1ウイルスのHA抗原の変異が高い病原性の原因にもなっていることがわかった。これはプロテアーゼによる活性型への転換が容易になったためである。

機能とメカニズム

機能

インフルエンザウイルス表面のHAが標的細胞膜のシアル酸に結合し、細胞内に取り込まれる。

HAには重要な機能が2つある。

目標の動物細胞表面にあるシアル酸を認識して結合することにより細胞に感染する。
宿主細胞のエンドソーム膜とウイルス膜を融合させることにより、ウイルスのゲノムを細胞内に挿入する。

メカニズム

HAは標的細胞表面のシアル酸に結合する。そのため、ウイルスが細胞表面から離れなくなる。ウイルスはそのまま細胞膜に包み込まれ、ウイルスを入れたままエンドソームの形で細胞内に取り込まれる。

次に細胞はエンドソーム内部を酸化させ、ウイルスをリソソームに送り込んで消化しようとする。しかし、エンドソームのpHが6.0まで低下するとHAの構造は不安定になり、折りたたまれたペプチド構造が部分的に展開する。するとタンパク質で隠されていた強疎水性の部位が開放される。

この融合ペプチド（fusion peptide）を、あたかも鉤のようにエンドソーム膜に挿入して固定する。さらに、HA分子の残りの部分は新しい構造（より低いpHでも安定な構造）に折りたたみ直され、融合ペプチドを引き寄せる。するとウイルス自身もエンドソーム膜に引き寄せられ、膜と融合する。

その後、ウイルスのRNAは細胞質に挿入されて増殖を開始する。（PDB molecule of the month: Hemagglutinin (April 2006)も参照）

構造

（a）3つのモノマーが赤、青、緑によって示されている。（b)1つのモノマーはHA1（青）とHA2（緑）で出来ている。（c）赤は結合ペプチド、黄色はSS結合を表す。

HAはホモ3量体の重要な膜糖タンパク質である。シリンダーのような形をしており、長さはおよそ135 Åである。

HAを構成する同一の3つのモノマーは中心部にαヘリックスを持っており、この頭部にシアル酸結合部位がある。HAのモノマーはまず前駆体が合成される。この前駆体は後にグリコシル化されて分裂され、HA1とHA2の2つのサブユニットになる。

それぞれのHAモノマーは、膜にくっ付いた長いヘリックス鎖で構成されている。

参考

^ Nelson DL and Cox MM, 2005. Lehninger's Principles of Biochemistry, 4th edition, WH Freeman, New York, NY.
^ Fouchier RAM, Munster V, Wallensten A, et al, 2005. Characterization of a novel influenza A virus hemagglutinin subtype (H16) obtained from black-headed gulls. J Virol vol 79, issue 5, pp2814-22
^ Suxiang T. et al. 2012. A distinct lineage of influenza A virus from bats. Proc Natl Acad Sci USA 109 : 4269–4274
^ Suzuki, Y, 2005. Sialobiology of Influenza: Molecular Mechanism of Host Range Variation of Influenza Viruses in Biological and Pharmaceutical Bulletin, (2005) vol 28, No.3, pp399-408
^ Gambaryan A, Tuzikov A, Pazynina G, Bovin N, Balish A, Klimov A, 2006. Evolution of the receptor binding phenotype of influenza A (H5) viruses in Virology vol 344, issue 2, pp432-8

Yamada S, Suzuki Y, Suzuki T, et al, 2006 Haemagglutinin mutations responsible for the binding of H5N1 influenza A viruses to human-type receptors. Nature vol 444, issue 7117, pp378-82.
Hatta M, Gao P, Halfmann P, Kawaoka Y, 2001. Molecular Basis for High Virulence of Hong Kong H5N1 Influenza A Viruses in Science vol 293, pp1840-1842.
Senne DA, Panigrahy B, Kawaoka Y, Pearson JE, Suss J, Lipkind M, Kida H, Webster RG, 1996. Survey of the hemagglutinin (HA) cleavage site sequence of H5 and H7 avian influenza viruses: amino acid sequence at the HA cleavage site as a marker of pathogenicity potential in Avian Disease vol 40, pp425-437.
Weis WI, Brünger AT, Skehel JJ, et al, 1990. Refinement of the influenza virus hemagglutinin by simulated annealing. J Mol Biol vol 212, pp737-761.
White JM, Hoffman LR, Arevalo JH, et al, 1997. Attachment and entry of influenza virus into host cells. Pivotal roles of hemagglutinin. In Structural Biology of Viruses. Chiu W, Burnett RM, and Garcea RL, editors. Oxford University Press, NY. pp80-104.

外部リンク

RCSB PDB-101 Hemagglutinin（英語）
Jmol tutorial of influenza hemagglutinin structure and activity.（英語）
PDB Molecule of the Month pdb76_1（英語）

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The 'bedside card' method of blood typing, in this case using a Serafol card. The result is blood group A positive.

Hemagglutinin or haemagglutinin (British English) refers to a substance that causes red blood cells to agglutinate. This process is called hemagglutination or haemagglutination.

Antibodies^[1] and lectins^[2] are commonly known hemagglutinins.

Types

Examples include:

Influenza hemagglutinin
Measles hemagglutinin
Parainfluenza hemagglutinin-neuraminidase
Mumps hemagglutinin-neuraminidase
The PH-E form of phytohaemagglutinin

Uses in serology

Hemagglutination can be used to identify RBC surface antigens (with known antibodies) or to screen for antibodies (with RBCs with known surface antigens).

Using anti-A and anti-B antibodies that bind specifically to either the A or to the B blood group surface antigens on RBCs it is possible to test a small sample of blood and determine the ABO blood group (or blood type) of an individual.

The bedside card method of blood grouping relies on visual agglutination to determine an individual's blood group. The card has dried blood group antibody reagents fixed onto its surface and a drop of the individual's blood is placed on each area on the card. The presence or absence of visual agglutination enables a quick and convenient method of determining the ABO and Rhesus status of the individual.

Agglutination of red blood cells is used in the Coombs test.

References

^ "hemagglutinin" at Dorland's Medical Dictionary
^ Hemagglutinins at the US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

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UpToDate Contents

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1. 鳥インフルエンザの疫学、伝播、および病因 epidemiology transmission and pathogenesis of avian influenza
2. インフルエンザの疫学 epidemiology of influenza
3. 免疫グロブリンの機能および臨床応用 function and clinical applications of immunoglobulins
4. 流行性H1N1インフルエンザ（ブタインフルエンザ）の疫学 epidemiology of pandemic h1n1 influenza swine influenza
5. 成人における季節性インフルエンザワクチン seasonal influenza vaccination in adults

English Journal

A hemagglutinin isolated from Northeast China black beans induced mitochondrial dysfunction and apoptosis in colorectal cancer cells.

Dan X1, Ng TB2, Wong JH1, Chan YS1, Cheung RC1, Chan WY3.
Biochimica et biophysica acta.Biochim Biophys Acta.2016 Sep;1863(9):2201-11. doi: 10.1016/j.bbamcr.2016.05.019. Epub 2016 May 25.
Incidence of colorectal cancer is closely related with the lifestyle, especially the dietary habits of patients. Epidemiological researches have demonstrated a negative correlation between legume consumption and colorectal cancer incidence. Lectins/hemagglutinins are a type of carbohydrate binding p
PMID 27235832

Phylodynamics of influenza A(H3N2) in South America, 1999-2012.

Born PS1, Siqueira MM2, Faria NR3, Resende PC2, Motta FC2, Bello G4.
Infection, genetics and evolution : journal of molecular epidemiology and evolutionary genetics in infectious diseases.Infect Genet Evol.2016 Sep;43:312-20. doi: 10.1016/j.meegid.2016.06.012. Epub 2016 Jun 6.
The limited influenza A(H3N2) genetic data available from the Southern Hemisphere (particularly from Africa and Latin America), constrains the accurate reconstruction of viral dissemination dynamics within those regions. Our objective was to describe the spatial dissemination dynamics of influenza A
PMID 27275847

Multiple introductions of a reassortant H5N1 avian influenza virus of clade 2.3.2.1c with PB2 gene of H9N2 subtype into Indian poultry.

Tosh C1, Nagarajan S2, Kumar M2, Murugkar HV2, Venkatesh G2, Shukla S2, Mishra A2, Mishra P2, Agarwal S2, Singh B2, Dubey P2, Tripathi S2, Kulkarni DD2.
Infection, genetics and evolution : journal of molecular epidemiology and evolutionary genetics in infectious diseases.Infect Genet Evol.2016 Sep;43:173-8. doi: 10.1016/j.meegid.2016.05.012. Epub 2016 May 10.
Highly pathogenic avian influenza (HPAI) H5N1 viruses are a threat to poultry in Asia, Europe, Africa and North America. Here, we report isolation and characterization of H5N1 viruses isolated from ducks and turkeys in Kerala, Chandigarh and Uttar Pradesh, India between November 2014 and March 2015.
PMID 27174088

Japanese Journal

Effects of Hemagglutination Activity in the Serum of a Deep-Sea Vent Endemic Crab, Shinkaia Crosnieri, on Non-Symbiotic and Symbiotic Bacteria

Microbes and environments 30(3), 228-234, 2015-09
NAID 40020601198

ボツリヌス神経毒素複合体の体内侵入機構

臨床免疫・アレルギー科 = Clinical immunology & allergology 64(1), 65-69, 2015-07
NAID 40020540503

Development and characterization of neutralizing monoclonal antibodies against canine distemper virus hemagglutinin protein

Microbiology and immunology 59(4), 202-208, 2015-04
NAID 40020440544

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