Aufklärung der Struktur und Funktion der Terminaseuntereinheiten pUL56 und pUL89 des humanpathogenen Cytomegalievirus
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das humane Cytomegalievirus (HCMV), eines von acht humanpathogenen Herpesviren, hat eine erhebliche medizinische Bedeutung. Für die Entwicklung neuer antiviraler Substanzen ist die genaue Kenntnis der Struktur und Funktion viraler Proteine entscheidend. Das Forschungsprojekt umfasst die funktionelle und strukturelle Analyse der an der viralen Replikation beteiligten Proteine. Zunächst konnten wir nachweisen, dass sich die HCMV Terminase aus den Untereinheiten pUL56 und pUL89, die miteinander interagieren, zusammensetzt. Es konnte gezeigt werden, dass die Terminaseuntereinheiten des HCMV in der Lage sind, die virale konkatemere DNA in Genomeinheiten zu spalten und die für die Verpackung notwendige Energie zur Verfügung zu stellen. Weiterhin konnten wir durch Komplementation von rekombinanten Viren die Interaktionsdomänen der Terminaseuntereinheiten identifizieren. Es zeigte sich, dass die Sequenz GRDKALAVEQFISRFNSGYIK von pUL89 hinreichend für die Interaktion mit pUL56. Darüber hinaus ist es uns gelungen mittels Computeranalyse der digitalisierten Images von Einzelpartikeln die Struktur der Terminaseuntereinheiten zu rekonstruieren. Interessanterweise lagen beide als Dimere vor und wiesen eine Ringstruktur auf. Weiterhin konnten wir das Portalprotein pUL104 identifizieren und charakterisieren. Dieses Protein bildet einen Kanal im Kapsid, so dass die DNA importiert werden kann. Mittels Gelchromatographie und Elektronenmikroskopie zeigte sich, dass Dimere von pUL104 sich zu einem Multimer (Dodecamer), das in der Lage ist den Kanal an einem Kapsidvertex zu bilden, zusammenlagern. Durch Verwendung von RNA Interferenz Studien konnten wir nachweisen, dass das Portalprotein pUL104 essentiell für die virale Replikation ist. Zusammenfassend konnten wir erstmals aufgrund der Charakterisierung der Funktion und Struktur zeigen, dass bei HCMV die große und die kleine Terminaseuntereinheit, pUL56 und pUL89, sowie das Portalprotein, pUL104, bei der viralen DNA Replikation eine entscheidende Rolle spielen. Die Ergebnisse dieses Projekts konnten in führenden Fachjournalen veröffentlicht werden. Der resultierende Erkenntnisgewinn ist entscheidend zum Verständnis der molekularen Wechselwirkungen der Replikation bei Herpesviren und daher wichtig für die wissenschaftliche Fachgemeinschaft.
