Die Peptidyl-Prolyl-Isomerase Pin1 als multifunktionaler Regulator der cytomegaloviralen Replikation

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Marschall, seit 9/2018
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 341613338

Die Replikation von Viren ist generell ein vielschichtiger Prozess, der sich durch eine Vielzahl von intrazellulären Transportschritten, einer aufwändigen Partikelmorphogenese und einer engen Virus-Wirt-Beziehung auszeichnet. In diesem Zusammenhang konnte kürzlich gezeigt werden, dass zelluläre Peptidyl-Prolyl-Isomerasen für die effiziente Replikation einiger Viren essenziell sind und diese Gruppe von Enyzmen daher wichtiger sein könnte, als bisher gedacht. Im Falle von Herpesviren konnte unsere Arbeitsgruppe vor Kurzem erstmals den Beweis erbringen, dass die zelluläre Isomerase Pin1 maßgeblich am nukleären Export von cytomegaloviralen Partikeln beteiligt ist. Infolgedessen eröffnet sich die faszinierende Möglichkeit, Isomerasen als Determinanten der Virus-Wirt-Beziehung zu studieren und sogar als Ziel einer neuartigen antiherpesviralen Strategie zu nutzen. Innerhalb des beantragten Projekts werden wir unser Verständnis darüber erweitern, welche regulatorischen Rollen Prolyl-Isomerisierungen von Proteinen bei der herpesviralen Infektion spielen könnten. Insbesondere beabsichtigen wir wichtige regulatorische Funktionen der Isomerase Pin1 während der Replikation des humanen und des murinen Cytomegalovirus zu charakterisieren. Dabei werden wir folgende Fragestellungen bearbeiten: (i) Ist die Aktivität von Pin1 an der Regulation unterschiedlicher Schritte der Virusreplikation, neben dem nukleären Partikel Export, beteiligt, (ii) welche regulatorischen Proteine werden durch Pin1 in virusinfizierten Zellen isomerisiert, und (iii) durch welche molekularen Mechanismen kontrollieren die Viren die Aktivität von Pin1? Weiterhin werden wir einen mikroskopbasierten Assay entwickeln der es erstmals erlaubt, Prolyl-Isomerisierungen in lebenden Zellen zu untersuchen. Um diese Fragestellungen zu bearbeiten, werden wir unterschiedliche hochmoderne Methoden verwenden, einschließlich hochauflösender STED/RESOLFT-Mikroskopie, Kernspinresonanz-Spektroskopie (NMR) und Massenspektrometrie. Das vorliegende Projekt wird durch bereits erfolgreiche, laufende Kooperationen unterstützt, und wird in besonderem Maße von der neu initiierten Zusammenarbeit mit ausgewiesenen Experten auf ihren Gebieten profitieren. Das Arbeitsprogramm wird besonders dabei helfen, Peptidyl-Prolyl-Isomerasen als neue Zielstruktur zur Behandlung von herpesviralen Infektionen zu etablieren und um Strategien für eine zukünftige therapeutische Intervention zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Privatdozent Dr. Jens Milbradt, bis 8/2018