Inhaltszusammenfassung:
BK- und JC-Polyomaviren sind doppelsträngig, zirkuläre DNA-Viren mit einem ikosaedrischen Kapsid, das hauptsächlich aus Pentameren des VP1-Proteins besteht. Diese opportunistischen Viren können unter immunsuppressiven Bedingungen reaktiviert werden und verursachen hauptsächlich BKPyV-assoziierte Nephropathie bei Nierentransplantationen oder progressive multifokale Leukoenzephalopathie im Falle einer JCPyV-Reaktivierung. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Untersuchung der Interaktionen zwischen dem Virus und seinen Wirtsrezeptoren. Das erste Projekt zielt darauf ab, zu verstehen, wie Mutationen im VP1-Protein, die bei Empfängern von Nierentransplantaten während einer persistierenden BKPyV-Infektion häufig auftreten, die Struktur und den Tropismus des Virus beeinflussen. Durch funktionelle und strukturelle Studien konnten wir zwei unterschiedliche Funktionsmuster aufzeigen. Die N-Q-Variante verliert durch die Mutation der Aminosäure 69 die Fähigkeit, mit Sialinsäure zu interagieren, was darauf hindeutet, dass ein anderer Rezeptor verwendet wird, um die Infektion dieser Variante in 293TT-Zellen zu unterstützen. Andererseits weist die VQQ-Variante einen Loop-Switch auf, der durch Mutationen der Aminosäuren 72 und 73 verursacht wird, was uns zu der Annahme veranlasst, dass diese Variante die Interaktion mit dem unbekannten Rezeptor verliert und somit ihre schwache Infektiosität in 293TT-Zellen erklärt. Obwohl diese Variante ein breiteres Gangliosid-Bindungsprofil aufweist, infiziert sie nicht über die Ganglioside. Es wurden weitere Varianten untersucht, die ebenfalls unterschiedliche Gangliosid-Bindungsprofile und strukturelle Veränderungen aufweisen. Das zweite Projekt dieser Arbeit zielt ebenfalls auf die Untersuchung des Tropismus und der Struktur ab, in diesem Fall jedoch der verschiedenen Genotypen von BKPyV. Funktionelle Tests haben gezeigt, dass gI, II und III für die Infektion stark von Sialinsäuren abhängig sind, während 50 % der Infektion bei gIV verbleiben, was auch in diesem Fall darauf hindeutet, dass ein anderer Rezeptor für die Infektion verwendet wird. Die Strukturstudie des gIV-VP1-Pentamers ergab keine wesentlichen strukturellen Unterschiede im Vergleich zur gI-Struktur. Das dritte Projekt konzentrierte sich auf die Charakterisierung der Interaktion zwischen JCPyV und einem seiner Eintrittsrezeptoren: dem Serotoninrezeptor 5HTRB. JCPyV VP1- Pentamere und VLPs wurden exprimiert und gereinigt, ebenso wie 5HT2RB. Ziel war es, durch SPR-Messungen herauszufinden, ob das Virus nur über ein Pentamer mit dem Rezeptor interagiert oder die Schnittstelle mehrerer Pentamere benötigt. Die SPR-Messungen waren jedoch nicht schlüssig.
polyomavirus
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