ノイラミニダーゼ(Neuraminidase、EC 3.2.1.18)は、ノイラミン酸のグリコシド結合を切断するグリコシダーゼである。シアリダーゼ(Sialidase)とも呼ばれる。ノイラミニダーゼは、広範な生物で見つかっている大きな酵素のファミリーである。最も良く知られているものは、インフルエンザ感染の拡大を防ぐ薬のターゲットとなるウイルス・ノイラミニダーゼである。ウイルス・ノイラミニダーゼは、しばしばインフルエンザウイルス表面の抗原決定基として用いられている。ホモログはほ乳類の細胞中にも存在し、様々な機能を持つ。少なくとも4つのほ乳類のノイラミニダーゼのホモログは、ヒトゲノムにも含まれている (NEU1, NEU2, NEU3, NEU4)。

ノイラミニダーゼは、新しく形成されたウイルス粒子またはホスト細胞の受容体からの、シアル酸残基末端の加水分解を触媒する[1]。この活性により、呼吸器官の粘膜中のウイルス粒子の運動性、また感染細胞で新しく生成したウイルス粒子の溶出が促進される[2][3]。
反応

エンド型とエキソ型の2種類の方式で、ポリシアル酸を切断する。

エキソ型 - 末端シアル酸残基のα-(2→3)-, α-(2→6)-, α-(2→8)-グリコシド結合を加水分解する[4][5]。

エンド型 - オリゴまたはポリシアル酸の中の(2→8)-α-結合を加水分解する[5]。

exo-α-sialidase
識別子
EC番号3.2.1.18
CAS登録番号9001-67-6
データベース
IntEnzIntEnz view
BRENDABRENDA entry
ExPASyNiceZyme view
KEGGKEGG entry
MetaCycmetabolic pathway
PRIAM ⇒profile
PDB構造RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
遺伝子オントロジー ⇒AmiGO / QuickGO

検索
PMCarticles
PubMedarticles
NCBIproteins

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endo-α-sialidase
識別子
EC番号3.2.1.129
CAS登録番号91195-87-8
データベース
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亜型

2006年10月時点で、Swiss-Protには、様々な生物種からの137種類のノイラミニダーゼが登録されている[6]。インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼには9つの亜型が知られており、そのほとんどはアヒルかニワトリで見られる。亜型N1及びN2は、ヒトのインフルエンザの流行と関連がある。

以下は、ノイラミニダーゼの大きな分類である。

ウイルス・ノイラミニダーゼ

細菌ノイラミニダーゼ

ほ乳類ノイラミニダーゼ

sialidase 1 (lysosomal sialidase)
識別子
略号NEU1
Entrez（英語版）4758
HUGO7758
OMIM608272
RefSeqNM_000434
UniProtQ99519
他のデータ
遺伝子座Chr. 6 p21
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sialidase 2 (cytosolic sialidase)
識別子
略号NEU2
Entrez（英語版）4759
HUGO7759
OMIM605528
RefSeqNM_005383
UniProtQ9Y3R4
他のデータ
遺伝子座Chr. 2 q37
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sialidase 3 (membrane sialidase)
識別子
略号NEU3
Entrez（英語版）10825
HUGO7760
OMIM604617
RefSeqNM_006656
UniProtQ9UQ49
他のデータ
遺伝子座Chr. 11 q13.5
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sialidase 4
識別子
略号NEU4
Entrez（英語版）129807
HUGO21328
OMIM608527
RefSeqNM_080741
UniProtQ8WWR8
他のデータ
遺伝子座Chr. 2 q37.3
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構造

インフルエンザウイルスのノイラミニダーゼは、ウイルス表面にキノコ型の突出部として存在する。共通平面上の4つのほぼ球形のサブユニットから構成される頭部と、ウイルス膜の内側に埋め込まれている疎水部を持ち、ヘマグルチニンの抗抗原と反対の方向を向いた1本のポリペプチド鎖から構成される。ポリペプチド鎖内の6つの極性アミノ酸残基が保存され、その後には親水的なアミノ酸残基が続く。二次構造では、βシートが支配的である。

近年出現したオセルタミビルとザナミビルに耐性を持つヒトインフルエンザウイルスA(H1N1) H274Yに対しては、酵母で生成した2つの人工四量体ドメインを組み合わせることで、純度が高く安定で大量の組換ノイラミニダーゼを得られる発現系の必要性が強調されている[7]。
作用機構.mw-parser-output .tmulti .thumbinner{display:flex;flex-direction:column}.mw-parser-output .tmulti .trow{display:flex;flex-direction:row;clear:left;flex-wrap:wrap;width:100%;box-sizing:border-box}.mw-parser-output .tmulti .tsingle{margin:1px;float:left}.mw-parser-output .tmulti .theader{clear:both;font-weight:bold;text-align:center;align-self:center;background-color:transparent;width:100%}.mw-parser-output .tmulti .thumbcaption{background-color:transparent}.mw-parser-output .tmulti .text-align-left{text-align:left}.mw-parser-output .tmulti .text-align-right{text-align:right}.mw-parser-output .tmulti .text-align-center{text-align:center}@media all and (max-width:720px){.mw-parser-output .tmulti .thumbinner{width:100%!important;box-sizing:border-box;max-width:none!important;align-items:center}.mw-parser-output .tmulti .trow{justify-content:center}.mw-parser-output .tmulti .tsingle{float:none!important;max-width:100%!important;box-sizing:border-box;align-items:center}.mw-parser-output .tmulti .trow>.thumbcaption{text-align:center}}Proposed mechanism of catalysis of influenza virus sialidase 4 (Link to glycosidase mechanism)Proposed transition state for the sialidase mechanism 7Chemical structures of 4- substituted Neu5Ac2en derivatives 8

インフルエンザのノイラミニダーゼの作用機構は、Taylorらによって研究され、右図のようであることが示された。酵素の触媒過程は4つの段階からなる。1段階めは、シアロシドがシアリダーゼに結合した時に、α-シアロシドが歪み、2C5椅子型構造（溶液の中で最低エネルギー）から擬舟型構造に変化する。2段階目ではオキソカルボカチオン中間体、即ちシアロシルカチオンが形成される。3段階めで、最初はα-アノマーとしてNeu5Acが形成され、その後変旋光して、より熱安定性を持つβ-Neu5Acとして放出される[8]。