Mutationsanalyse des Flavivirus Fusions-Triggers

Der Eintritt umhüllter Viren in Zellen erfordert die Aktivität bestimmter viraler Oberflächenglykoproteine, die als Fusionsproteine bezeichnet werden und die Verschmelzung der Virusmembran mit einer zellulären Membran bewirken. Diese Funktion ist von einem bestimmten Trigger abhängig, der zur Interaktion des Fusionsproteins mit der Zielmembran führt und weitere strukturelle Umlagerungen des Proteins auslöst, die für die Membranfusion erforderlich sind. Bei manchen Viren erfolgen diese Prozesse an der Plasmamembran und sind von der Interaktion des Virus mit spezifischen Rezeptormolekülen abhängig. In anderen Fällen wird das Virus zuerst durch Rezeptor- vermittelte Endozytose internalisiert und fusioniert mit der Membran des Endosoms als Antwort auf den sauren pH im Inneren dieser Vesikel. Bei diesen durch sauren pH ausgelösten Prozessen bewirkt die Protonierung bestimmter Aminosäurereste im Fusionsprotein jene strukturellen Umlagerungen, die schließlich zur Fusion der beiden Membranen führen. Bisher ist noch bei keinem umhüllten Virus bekannt, auf welche Weise die Protonierung einzelner Aminosäuren diese Strukturveränderung im Fusionsprotein induziert. Das Genus der Flaviviren umfasst eine Reihe wichtiger humanpathogener Viren, wie zum Beispiel das Gelbfieber Virus, die Dengue Viren, das West Nil Virus, das Japanische Enzephalitis Virus und das Frühsommermeningoenzephalitis (FSME) Virus. Diese Viren dringen durch Rezeptor-vermittelte Endozytose in Zellen ein, und die Fusion ihrer Membran mit der Endosomenmembran wird durch sauren pH ausgelöst. Die atomare Struktur des Flavivirus Fusionsproteins (E) wurde für ein Dengue Virus und das FSME Virus sowohl in der nativen als auch in der nach erfolgter Fusion angenommenen Konformation durch Röntgenbeugungsanalyse bestimmt. Das Ziel dieses Projekts ist unter Verwendung der bekannten atomaren Strukturen und spezifischer Mutagenese - die Identifizierung von Aminosäuren im FSME Virus Fusionsprotein, die als pH Trigger fungieren und deren Protonierung jene Konformationsänderungen auslösen, die zur Membranfusion führen. Durch die Erforschung der strukturellen Details dieses Mechanismus können neue Erkenntnisse über die Steuerung und Kontrolle des Eindringens von Flaviviren in Zellen gewonnen werden.