Protein neurominidase còn gọi là sialidase (mã số quốc tế là E.C 3.2.1.18), là một protein enzyme có bản chất là glycoprotein được gắn trên bề mặt capsid của virus
cúm A, mang tính kháng nguyên đặc trưng theo từng phân type NA [24], [116]. Phân
tử NA có dạng nút lồi hình nấm, đầu tự do (chứa vùng hoạt động) gồm 4 tiểu đơn vị giống như hình cầu nằm trên cùng một mặt phẳng, và phần kị nước gắn vào vỏ capsid
[32], [116].
Protein NA có 3 chức năng chính:
- NA cắt sialic acid ra khỏi phân tử HA và cắt những phân tử NA khác ra khỏi các glycoprotein và glucolipit ở bề mặt tế bào, đẩy nhanh sự lây nhiễm của virus trong cơ thể vật chủ và ngăn cản sự tập hợp của các hạt virus mới trên màng tế bào. Virus cần phải có NA thì mới có thể xâm nhập được qua lớp màng mucin của biểu mô hô hấp. Hai phân type N1 và N2 được tìm thấy ở virus cúm người liên quan đến các đại dịch cúm trong lịch sử [34].
- Tham gia vào phân cắt liên kết này trong giai đoạn “hòa màng”, đẩy nhanh quá trình cởi vỏ bọc “uncoating” giải phóng hệ gen của virus vào trong bào tương tế bào nhiễm, giúp cho quá trình nhân lên của virus diễn ra nhanh hơn [116].
- Ngoài ra, NA còn phân cắt các liên kết glycoside, giải phóng neuraminic acid làm tan loãng màng nhầy bề mặt biểu mô đường hô hấp, tạo điều kiện cho virus nhanh chóng tiếp cận tế bào biểu mô và thoát khỏi các chất ức chế không đặc hiệu.
Virus cúm hình thành nên cơ chế để vượt qua sự bảo vệ của mucin đường hô hấp. Chức năng của NA liên quan đến khả năng của virus xuyên qua màng nhầy do phân cắt liên kết giữa mucin và sialic acid, vốn là mối liên kết ngăn cản sự xâm nhập của virus vào các thụ thể chức năng trên tế bào đích [40], [89]. Mặt khác, NA có thể phá vỡ trục liên kết màng nhầy và IgA, tạo nên trạng thái ức chế miễn dịch cục bộ từng phần, nâng cao khả năng lây nhiễm của virus cúm và viêm phổi kế phát do vi khuẩn
[29]. Đột biến trong gen NA thường làm thay đổi hoạt tính của enzym này [55].
Cùng với vai trò của kháng nguyên HA, cả 3 khâu tác động trên của NA đều tham gia làm gia tăng độc lực gây bệnh của virus cúm A ở cơ thể vật chủ. Do đó, NA là đích tác động của các loại thuốc, hóa dược ức chế virus không đặc hiệu hiện nay, đặc biệt là Oseltamivir (biệt dược là Tamiflu) phong tỏa enzym này, ngăn cản sự giải phóng hạt virus mới khỏi các tế bào đích, bảo vệ cơ thể [22], [32]. Bên cạnh đó, NA còn là một kháng nguyên bề mặt của virus, tham gia kích thích hệ thống miễn dịch của cơ thể chủ, sinh ra kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên NA của các chủng virus đương nhiễm có tác dụng phong tỏa protein NA [46].
Sự đột biến trượt - xóa gen (slippage-mediated deletion) qua các giai đoạn tiến hóa là hiện tượng đột biến đặc biệt được phát hiện ở gen NA (N1) và đã được chứng minh rằng thông qua loại hình đột biến xoá gen này, virus cúm A/H5N1 tạo nên một subtype N1 mới có độc lực cao hơn [73], [86].
Trong quá trình tiến hoá của giai đoạn 1996 - 1997, cấu trúc gen NA có hiện tượng xoá đi 57 nucleotide mã hoá cho 19 amino acid và sau đó lại tiếp tục xoá lệch đi 60 nucleotide (mã hoá cho 20 amino acid) tại vùng đầu tận cùng N của protein
neuraminidase. Sự đột biến „„xoá gen‟‟ kiểu này của N1 có liên quan đến tính thích ứng của virus cúm từ thuỷ cầm lên gia cầm trên cạn và người [86].
Gen N1 của virus cúm A/H5N1 đã trải qua nhiều giai đoạn tiến hoá cho đến khi hình thành thể độc lực cao HPAI thì độ dài của gen chỉ còn lại 1350 nucleotide so với gen N1 trước đó có độ dài 1410 nucleotide. Trong hệ gen của virus cúm A, chức năng của gen NA chịu trách nhiệm trong quá trình tổng hợp neuraminidase.
Gen NP chịu trách nhiệm quá trình tổng hợp nucleoprotein (giúp phân biệt 3 loại A, B, C). Gen M chịu trách nhiệm quá trình tổng hợp matrix protein.
Gen NS chịu trách nhiệm quá trình tổng hợp protein không cấu trúc (non- structural protein). Các gen còn lại là PA, PB1, PB2 là các thành phần tạo nên các RNA polymerase.
Như vậy, kháng nguyên NA cùng với kháng nguyên HA của virus là các đích chủ yếu của cơ chế bảo hộ miễn dịch của cơ thể với virus cúm A và là cơ sở nghiên cứu và ứng dụng đối với các vaccine phòng cúm hiện nay cho người và gia cầm, nhằm ngăn chặn dịch cúm ở gia cầm và hạn chế lây truyền sang người [118].
Phân tích hệ gen của các phân lập cúm gia cầm A/H5N1 cho thấy NA, HA và NS1 thường biến đổi nhất trong hệ gen của virus cúm gia cầm [96]. Biến đổi trượt xóa amino acid trong protein NA vùng cuống (NA-stalk) có thể làm thay đổi đặc tính sinh
học của virus cúm A/H5N1 dẫn đến mở rộng phạm vi vật chủ cảm nhiễm [119].