Charakterisierung funktioneller Domänen in der NS2-3-Cysteinprotease und des NS3-4A des Hepatitis C-Virus sowie deren Rolle beim Assembly der viralen Replikase

• Antragsteller: Professor Dr. Norbert Tautz
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 275221303

Die Replikation des HCV-Genoms und die Morphogenese des Virions finden in speziellen zellulären Membrankompartimenten statt, die als Sammelstellen für spezialisierte Proteinkomplexe dienen, die diese Prozesse ausführen. Die Reifung dieser makromolekularen Proteinkomplexe erfordert eine schrittweise Abfolge von Protein-Protein-Wechselwirkungen, die räumlich und zeitlich streng kontrolliert werden müssen, um die Bildung nicht-funktionaler Proteinkomplexe zu vermeiden. NS3 spielt bei dieser zeitlichen Regulierung eine zentrale Rolle, indem es Mehrzweckoberflächen für den Aufbau funktionell unterschiedlicher Proteinkomplexe bereitstellt. Durch die Untersuchung dieser NS3-Oberflächenbereiche zeigen wir, dass eine Reihe phylogenetisch konservierter NS3-Aminosäuren ein kontinuierliches Oberflächenarreal über die Protease- und Helikasedomäne hinweg bildet. Dieses Arreal ist der für die NS5A-Hyperphosphorylierung entscheidend, welche sich als wichtig für die Assemblierung der Replikase sowie die HCV-RNA-Replikation erwiesen hat. Darüber hinaus ist eine Aminosäure in der Helikasedomäne, in unmittelbarer Nähe zum oben beschriebenen Arreal, selektiv entscheidend für die Virionmorphogenese. Basierend auf diesen Erkenntnissen, gehen wir davon aus, dass NS3 verschiedene Oberflächenbereiche zur Verfügung stellt, um in zeitlicher und räumlicher Hinsicht den Zusammenbau verschiedener spezieller Proteinkomplexe während der verschiedenen Schritte des hepaziviralen Lebenszyklus zu regulieren.Ziel dieses Antrags ist es, die durch die Mutationen verursachten Defekte molekular weiter zu charakterisieren, d.h. welche Interaktionen mit viralen und/oder zellulären Bindungspartnern durch diese Mutationen aufgehoben werden. Diese Informationen werden uns Aufschluss über die Zusammensetzung(en) spezieller Multiproteinkomplexe geben, die für die RNA-Replikation und die Morphogenese von Virionen erforderlich sind, sowie über die zeitliche und räumliche Regulierung ihrer Bildung.Um die Auswirkungen der einzelnen Mutationen, die entweder die Replikase-Assemblierung oder die Virion-Morphogenese stören, zu entschlüsseln, werden wir zwei Strategien verfolgen: (I) Identifizierung von second-site Mutationen welche spezifische Defekte funktionell kompensieren und (II) Identifizierung von Veränderungen in der Zusammensetzung der Proteinkomplexe, die durch diese Mutationen hervorgerufen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Olaf Isken