The Role of Carbohydrates in Viral Infections

Carbohydrate Recognition: Biological Problems, Methods, and Applications

Volumn , Issue , 2011, Pages 65-91

  Air, Gillian M ^a  

^a UNIVERSITY OF OKLAHOMA COLLEGE OF MEDICINE   (United States)

Author keywords

Carbohydrate role in viral infections viruses, and diversity of receptors; Parainfluenza viruses, enveloped negative sense, nonsegmented, single stranded RNA viruses; Virus receptor interactions, and host cell entry endocytosis in clathrin coated vesicles, caveolae

Indexed keywords

EID: 84886160109     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: 10.1002/9781118017586.ch3     Document Type: Chapter

References (111)

1. Pickles, R.J.; Fahrner, J.A.; Petrella, J.M.; Boucher, R.C.; Bergelson, J.M. J. Virol. 2000, 74, 6050-7.
2. Flint, S.J.; Enquist, L.W.; Racaniello, V.R.; Skalka, A.M. Principles of Virology: Molecular Biology, Pathogenesis, and Control, 3 ed.; ASM Press: Washington, D.C., 2009.
3. Smith, A.E.; Helenius, A. Science 2004, 304, 237-42.
4. Gottschalk, A.; Lind, P. Nature 1949, 160, 232.
5. Hirst, G.K. Science 1941, 94, 22-23.
6. Fiore, A.E.; Shay, D.K.; Broder, K.; Iskander, J.K.; Uyeki, T.M.; Mootrey, G.; Bresee, J.S.; Cox, N.S. MMWR Recomm. Rep. 2008, 57, 1-60.
7. Tumpey, T.M.; Basler, C.F.; Aguilar, P.V.; Zeng, H.; Solorzano, A.; Swayne, D.E.; Cox, N.J.; Katz, J.M.; Taubenberger, J.K.; Palese, P.; Garcia-Sastre, A. Science 2005, 310, 77-80.
8. Deshpande, K.L.; Fried, V.A.; Ando, M.; Webster, R.G. Proc. Natl. Acad. Sci.USA 1987, 84, 36-40.
9. Chen, H.; Bright, R.A.; Subbarao, K.; Smith, C.; Cox, N.J.; Katz, J.M.; Matsuoka, Y. Virus Res. 2007, 128, 159-63.
10. Hatta, M.; Gao, P.; Halfmann, P.; Kawaoka, Y. Science 2001, 293, 1840-2.
11. Wiley, D.C.; Wilson, I.A.; Skehel, J.J. Nature 1981, 289, 373-378.
12. Weis, W.; Brown, J.H.; Cusack, S.; Paulson, J.C.; Skehel, J.J.; Wiley, D.C. Nature 1988, 333, 426-31.
13. Ha, Y.; Stevens, D.J.; Skehel, J.J.; Wiley, D.C. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2001, 98, 11181-6.
14. Stevens, J.; Corper, A.L.; Basler, C.F.; Taubenberger, J.K.; Palese, P.;Wilson, I.A. Science 2004, 303, 1866-70.
15. Gamblin, S.J.; Haire, L.F.; Russell, R.J.; Stevens, D.J.; Xiao, B.; Ha, Y.; Vasisht, N.; Steinhauer, D.A.; Daniels, R.S.; Elliot, A.; Wiley, D.C.; Skehel, J.J. Science 2004, 303, 1838-42.
16. Stevens, J.; Blixt, O.; Tumpey, T.M.; Taubenberger, J.K.; Paulson, J.C.; Wilson, I.A. Science 2006, 312, 404-10.
17. Eisen, M.B.; Sabesan, S.; Skehel, J.J.; Wiley, D.C. Virology 1997, 232, 19-31.
18. Stevens, J.; Blixt, O.; Glaser, L.; Taubenberger, J.K.; Palese, P.; Paulson, J.C.;Wilson, I.A. J. Mol. Biol. 2006, 355, 1143-55.
19. Burnet, F.M.; Bull, D.R. Aust.J. Exp. Biol. 1943, 21, 56-69.
20. Rogers, G.N.; Daniels, R.S.; Skehel, J.J.; Wiley, D.C.; Wang, X.F.; Higa, H.H.; Paulson, J.C. J. Biol. Chem. 1985, 260, 7362-7.
21. Rogers, G.N.; Paulson, J.C.; Daniels, R.S.; Skehel, J.J.;Wilson, I.A.;Wiley, D.C. Nature 1983, 304, 76-8.
22. Matrosovich, M.; Tuzikov, A.; Bovin, N.; Gambaryan, A.; Klimov, A.; Castrucci, M.R.; Donatelli, I.; Kawaoka, Y.J. Virol. 2000, 74, 8502-12.
23. Carroll, S.M.; Higa, H.H.; Paulson, J.C. J. Biol. Chem. 1981, 256, 8357-63.
24. Skehel, J.J.; Wiley, D.C. Annu. Rev. Biochem. 2000, 69, 531-69.
25. Anders, E.M.; Scalzo, A.A.; Rogers, G.N.; White, D.O. J. Virol. 1986, 60, 476-82.
26. Kumari, K.; Gulati, S.; Smith, D.F.; Gulati, U.; Cummings, R.D.; Air, G.M. Virol.J. 2007, 4, 42.
27. Yang, P.; Bansal, A.; Liu, C.; Air, G.M. Virology 1997, 229, 155-65.
28. Stray, S.J.; Air, G.M. In Oligosaccharides in Chemistry and Biology-A Comprehensive Handbook; Ernst, B., Sinay, P., Hart, G.W., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, 2000; Vol. 2, pp. 839-50.
29. Wu, W.; Air, G.M. Virology 2004, 325, 340-50.
30. Deom, C.M.; Caton, A.J.; Schulze, I.T. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1986, 83, 3771-5.
31. Medeiros, R.; Escriou, N.; Naffakh, N.; Manuguerra, J.C.; van der Werf, S. Virology 2001, 289, 74-85.
32. Nobusawa, E.; Ishihara, H.; Morishita, T.; Sato, K.; Nakajima, K. Virology 2000, 278, 587-96.
33. Ito, T.; Suzuki, Y.; Mitnaul, L.; Vines, A.; Kida, H.; Kawaoka, Y. Virology 1997, 227, 493-9.
34. Mochalova, L.; Gambaryan, A.; Romanova, J.; Tuzikov, A.; Chinarev, A.; Katinger, D.; Katinger, H.; Egorov, A.; Bovin, N. Virology, 2003, 313, 473-80.
35. Gulati, S.; Smith, D.F.; Air, G.M. Virol.J. 2009, 6, 22.
36. Chandrasekaran, A.; Srinivasan, A.; Raman, R.; Viswanathan, K.; Raguram, S.; Tumpey, T.M.; Sasisekharan, V.; Sasisekharan, R. Nat. Biotechnol. 2008, 26, 107-13.
37. Root, C.N.;Wills, E.G.; McNair, L.L.; Whittaker, G.R. J. Gen. Virol. 2000, 81, 2697-705.
38. Chen, C.; Zhuang, X. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 11790-5.
39. Rust, M.J.; Lakadamyali, M.; Zhang, F.; Zhuang, X. Nat. Struct. Mol. Biol. 2004, 11, 567-73.
40. Matlin, K.S.; Reggio, H.; Helenius, A.; Simons, K.J. Cell Biol. 1981, 91, 601-13.
41. Sieczkarski, S.B.; Brown, H.A.; Whittaker, G.R. J. Virol. 2003, 77, 460-9.
42. Sieczkarski, S.B.; Whittaker, G.R. J. Virol. 2002, 76, 10455-64.
43. Stray, S.J.; Air, G.M. In World Congress on Options for the Control of Influenza IV; Osterhaus, A.D., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2001, 487-502.
44. Stray, S.J.; Cummings, R.D.; Air, G.M. Glycobiology 2000, 10, 649-58.
45. von Itzstein, M.; Wu, W.Y.; Kok, G.B.; Pegg, M.S.; Dyason, J.C.; Jin, B.; Van Phan, T.; Smythe, M.L.; White, H.F.; Oliver, S.W.; et al. Nature 1993, 363, 418-23.
46. Kim, C.U.; Lew, W.; Williams, M.A.; Liu, H.; Zhang, L.; Swaminathan, S.; Bischofberger, N.; Chen, M.S.; Mendel, D.B.; Tai, C.Y.; Laver, W.G.; Stevens, R.C. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 681-90.
47. Palese, P.; Tobita, K., Ueda, M.; Compans, R.W. Virology 1974, 61, 397-410.
48. Wagner, R.; Matrosovich, M.; Klenk, H.D. Rev. Med. Virol. 2002, 12, 159-66.
49. Mitnaul, L.J.; Matrosovich, M.N.; Castrucci, M.R.; Tuzikov, A.B.; Bovin, N.V.; Kobasa, D.; Kawaoka, Y.J. Virol. 2000, 74, 6015-20.
50. Baum, L.G.; Paulson, J.C. Virology 1991, 180, 10-15.
51. Kobasa, D.; Kodihalli, S.; Luo, M.; Castrucci, M.R.; Donatelli, I.; Suzuki, Y.; Suzuki, T.; Kawaoka, Y.J. Virol. 1999, 73, 6743-51.
52. Gulati, U.; Wu, W.; Gulati, S.; Kumari, K.; Waner, J.; Air, G. Virology 2005, 339, 12-20.
53. Choppin, P.W.; Tamm, I. Virology 1959, 8, 539-42.
54. Hughes, M.T.; Matrosovich, M.; Rodgers, M.E.; McGregor, M.; Kawaoka, Y.J. Virol. 2000, 74, 5206-12.
55. McKimm-Breschkin, J.L.; McDonald, M.; Blick, T.J.; Colman, P.M. Virology 1996, 225, 240-2.
56. Bantia, S.; Ghate, A.A.; Ananth, S.L.; Babu, Y.S.; Air, G.M.; Walsh, G.M. Antimicro. Agents Chemother. 1998, 42, 801-7.
57. Baigent, S.J.; Bethell, R.C.; McCauley, J.W. Virology 1999, 263, 323-38.
58. Ferraris, O.; Kessler, N.; Valette, M.; Lina, B. Vaccine 2006, 24, 6656-9.
59. Wang, Q.; Tian, X.; Chen, X.; Ma, J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 16874-9.
60. Herrler, G.; Rott, R.; Klenk, H.D.; Muller, H.P.; Shukla, A.K.; Schauer, R. EMBO J. 1985, 4, 1503-6.
61. Rosenthal, P.B.; Zhang, X.; Formanowski, F.; Fitz, W.; Wong, C.H.; Meier-Ewert, H.; Skehel, J.J.; Wiley, D.C. Nature 1998, 396, 92-6.
62. Chua, K.B.; Bellini, W.J.; Rota, P.A.; Harcourt, B.H.; Tamin, A.; Lam, S.K.; Ksiazek, T.G.; Rollin, P.E.; Zaki, S.R.; Shieh,W.; Goldsmith, C.S.; Gubler, D.J.; Roehrig, J.T.; Eaton, B.; Gould, A.R.; Olson, J.; Field, H.; Daniels, P.; Ling, A.E.; Peters, C.J.; Anderson, L.J.; Mahy, B.W. Science 2000, 288, 1432-5.
63. Halpin, K.; Young, P.L.; Field, H.E.; Mackenzie, J.S. J. Gen. Virol. 2000, 81(Pt 8), 1927-32.
64. van den Hoogen, B.G.; de Jong, J.C.; Groen, J.; Kuiken, T.; de Groot, R.; Fouchier, R.A.; Osterhaus, A.D. Nat. Med. 2001, 7, 719-24.
65. Iorio, R.M.; Mahon, P.J. Trends Microbiol. 2008, 16, 135-7.
66. Ryan, C.; Zaitsev, V.; Tindal, D.J.; Dyason, J.C.; Thomson, R.J.; Alymova, I.; Portner, A.; von Itzstein, M.; Taylor, G. Glycoconj.J. 2006, 23, 135-41.
67. Zaitsev, V.; von Itzstein, M.; Groves, D.; Kiefel, M.; Takimoto, T.; Portner, A.; Taylor, G.J. Virol. 2004, 78, 3733-41.
68. Crennell, S.; Takimoto, T.; Portner, A.; Taylor, G. Nature Struct. Biol. 2000, 7, 1068-74.
69. Lawrence, M.C.; Borg, N.A.; Streltsov, V.A.; Pilling, P.A.; Epa, V.C.; Varghese, J.N.; McKimm-Breschkin, J.L.; Colman, P.M.J. Mol. Biol. 2004, 335, 1343-57.
70. Yuan, P.; Thompson, T.B.; Wurzburg, B.A.; Paterson, R.G.; Lamb, R.A.; Jardetzky, T.S. Structure 2005, 13, 803-15.
71. Porotto, M.; Fornabaio, M.; Kellogg, G.E.; Moscona, A.J. Virol. 2007, 81, 3216-28.
72. Bousse, T.; Takimoto, T.J. Virol. 2006, 80, 9009-16.
73. Mahon, P.J.; Mirza, A.M.; Musich, T.A.; Iorio, R.M.J. Virol. 2008, 82, 10386-96.
74. Suzuki, T.; Portner, A.; Scroggs, R.A.; Uchikawa, M.; Koyama, N.; Matsuo, K.; Suzuki, Y.; Takimoto, T.J. Virol. 2001, 75, 4604-13.
75. Crocker, P.R.; Varki, A. Trends Immunol. 2001, 22, 337-42.
76. Amonsen, M.; Smith, D.F.; Cummings, R.D.; Air, G.M.J. Virol. 2007, 81, 8341-5.
77. Shinya, K.; Ebina, M.; Yamada, S.; Ono, M.; Kasai, N.; Kawaoka, Y. Nature 2006, 440, 435-6.
78. Nicholls, J.M.; Bourne, A.J.; Chen, H.; Guan, Y.; Peiris, J.S. Respir. Res. 2007, 8, 73.
79. Imberty, A.; Gautier, C.; Lescar, J.; Perez, S.; Wyns, L.; Loris, R.J. Biol. Chem. 2000, 275, 17541-8.
80. Nicholls, J.M.; Chan, R.W.; Russell, R.J.; Air, G.M.; Peiris, J.S. Trends Microbiol. 2008, 16, 149-57.
81. Schomburg, I.; Chang, A.; Ebeling, C.; Gremse, M.; Heldt, C.; Huhn, G.; Schomburg, D. Nucleic Acids Res. 2004, 32, D431-D433.
82. Ah-Tye, C.; Schwartz, S.; Huberman, K.; Carlin, E.; Moscona, A. Microb. Pathog. 1999, 27, 329-36.
83. Porotto, M.; Murrell, M.; Greengard, O.; Doctor, L.; Moscona, A.J. Virol. 2005, 79, 2383-92.
84. Moscona, A.; Peluso, R.W. Microb. Pathog. 1996, 20, 179-84.
85. Huberman, K.; Peluso, R.W.; Moscona, A. Virology 1995, 214, 294-300.
86. Drzeniek, R. Histochem.J. 1973, 5, 271-90.
87. Zeng, Q.; Langereis, M.A.; van Vliet, A.L.; Huizinga, E.G.; de Groot, R.J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 9065-9.
88. Schwegmann-Wessels, C.; Herrler, G. Glycoconj.J. 2006, 23, 51-8.
89. Neu, U.; Stehle, T.; Atwood, W.J. Virology 2009, 384, 389-99.
90. Xi, J.N.; Graham, D.Y.; Wang, K.N.; Estes, M.K. Science 1990, 250, 1580-3.
91. Hutson, A.M.; Atmar, R.L.; Estes, M.K. Trends Microbiol. 2004, 12, 279-87.
92. Tan, M.; Jiang, X. Trends Microbiol. 2005, 13, 285-93.
93. Shirato, H.; Ogawa, S.; Ito, H.; Sato, T.; Kameyama, A.; Narimatsu, H.; Xiaofan, Z.; Miyamura, T.; Wakita, T.; Ishii, K.; Takeda, N.J. Virol. 2008, 82, 10756-67.
94. Prasad, B.V.; Hardy, M.E.; Dokland, T.; Bella, J.; Rossmann, M.G.; Estes, M.K. Science 1999, 286, 287-90.
95. Cao, S.; Lou, Z.; Tan, M.; Chen, Y.; Liu, Y.; Zhang, Z.; Zhang, X.C.; Jiang, X.; Li, X.; Rao, Z.J. Virol. 2007, 81, 5949-57.
96. Choi, J.M.; Hutson, A.M.; Estes, M.K.; Prasad, B.V. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 9175-80.
97. Guglielmi, K.M.; Johnson, E.M.; Stehle, T.; Dermody, T.S. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2006, 309, 1-38.
98. Kirchner, E.; Guglielmi, K.M.; Strauss, H.M.; Dermody, T.S.; Stehle, T. PLoS Pathog. 2008, 4, e1000235.
99. Bauer, P.H.; Bronson, R.T.; Fung, S.C.; Freund, R.; Stehle, T.; Harrison, S.C.; Benjamin, T.L.J. Virol. 1995, 69, 7925-31.
100. Nam, H.J.; Gurda-Whitaker, B.; Gan, W.Y.; Ilaria, S.; McKenna, R.; Mehta, P.; Alvarez, R.A.; Agbandje-McKenna, M.J. Biol. Chem. 2006, 281, 25670-7.
101. Li, W.; Zhang, L.; Johnson, J.S.; Zhijian, W.; Grieger, J.C.; Ping-Jie, X.; Drouin, L.M.; Agbandje-McKenna, M.; Pickles, R.J.; Samulski, R.J. Mol Ther. 2009.
102. Levy, H.C.; Bowman, V.D.; Govindasamy, L.; McKenna, R.; Nash, K.; Warrington, K.; Chen, W.; Muzyczka, N.; Yan, X.; Baker, T.S.; Agbandje-McKenna, M.J. Struct. Biol. 2009, 165, 146-56.
103. Cotmore, S.F.; Tattersall, P. Adv. Virus Res. 2007, 70, 183-232.
104. Harbison, C.E.; Chiorini, J.A.; Parrish, C.R. Trends Microbiol. 2008, 16, 208-14.
105. Gee, G.V.; Dugan, A.S.; Tsomaia, N.; Mierke, D.F.; Atwood, W.J. Glycoconj J. 2006, 23, 19-26.
106. Lipton, H.L.; Kumar, A.S.; Hertzler, S.; Reddi, H.V. Glycoconj J. 2006, 23, 39-49.
107. Excoffon, K.J.; Guglielmi, K.M.; Wetzel, J.D.; Gansemer, N.D.; Campbell, J.A.; Dermody, T.S.; Zabner, J.J. Infect. Dis. 2008, 197, 1189-97.
108. Nam, H.J.; Lane, M.D.; Padron, E.; Gurda, B.; McKenna, R.; Kohlbrenner, E.; Aslanidi, G.; Byrne, B.; Muzyczka, N.; Zolotukhin, S.; Agbandje-McKenna, M.J. Virol. 2007, 81, 12260-71.
109. Burmeister, W.P.; Guilligay, D.; Cusack, S.; Wadell, G.; Arnberg, N.J. Virol. 2004, 78, 7727-36.
110. Spear, P.G. Cell Microbiol. 2004, 6, 401-10.
111. Air, G.M.; Brouillette, W.J. In Antiviral Research; LaFemina, R., Ed.; ASM Press: Washington, D.C., 2009, 187-207.