Bedeutung der D2-Domäne des Coxsackievirus-Adenovirus-Rezeptors (CAR) für die Virus-Rezeptor-Interaktion von Coxsackieviren

• Antragstellerin: Dr. Sandra Pinkert
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung in 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238029607

Die Interaktion der Virusoberfläche mit einem zellulären Rezeptor ist hochspezifisch und stellt den ersten Schritt bei einer viralen Infektion dar. Bei Coxsackie-B-Viren (CVB), einer Gruppe humanpathogener Viren, die eine Vielzahl von Krankheiten auslösen können, dient der Coxsackie-Adenovirus-Rezeptor (CAR) als zellulärer Rezeptor, um die Zielzelle zu infizieren. CAR besteht aus einem intrazellulären Teil, einer Transmembrandomäne und einem extrazellulären Teil, der in zwei aufeinander folgende Immunglobulin (Ig)-ähnliche Domänen D1 und D2 untergliedert ist.Die Interaktion zwischen CAR und dem Viruskapsid erfolgt durch Bindung der CAR-D1-Domäne an die Oberfläche des CVB-Kapsids. Eine Besonderheit bei der Interaktion des Virus mit CAR, ist der nachfolgende Umbau des Virions unter Verlust des Kapsidproteins VP4. Die dabei entstehenden viralen A-Partikel (A-Alteration: Umbau) sind nicht mehr infektiös; ein irreversibler Prozess, der bei der Familie der Picornaviren, zu denen CVB gehört weit verbreitet ist. Durch den Umbau der CVB-Kapside in A-Partikel kommt es zur Abgabe des viralen Genoms in die Zelle, ein essentieller Schritt bei der Infektion und Beginn der viralen Replikation.Im Gegensatz zur gut erforschten Funktion der CAR-D1-Domäne bei der Virus-Rezeptor-Interaktion, ist über die Rolle der D2-Domäne bei CVB-Infektionen nichts bekannt. Untersuchungen mit Adenoviren, denen CAR ebenfalls als Rezeptor dient zeigten, dass obwohl das Virus primär mit der D1-Domäne interagiert, die D2-Domäne ebenfalls eine essenzielle Funktion bei der Infektion übernimmt. Deshalb soll in diesem Projekt geklärt werden, welche Rolle die CAR-D2-Domäne bei der CVB3-Infektion spielt. Dafür soll im ersten Teilprojekt die D2-Domäne des CAR eliminiert und anschließend die Virus-Rezeptor-Funktion dieser CAR-Mutante überprüft werden. Die Bewertung der Virus-Rezeptor-Funktion wird dabei untergliedert in Anheftung des Virus an den Rezeptor, Internalisierung des Virus in die Zelle, Bildung von A-Partikeln und virale Replikation.Neben einer direkten funktionellen Aufgabe bei der Virus-Rezeptor-Interaktion kann die D2-Domäne auch eine Bedeutung bei der Positionierung und sterischen Integrität der D1-Domäne haben und somit die Virus-Rezeptor-Interaktion beeinflussen. In einem weiteren Ansatz soll deshalb die CAR-D2-Domäne durch homologe Domänen strukturell verwandter Proteine ersetzt und der Einfluss auf die CVB3-Infektion untersucht werden.CAR verfügt, wie viele Proteine über Glykosylierungen, eine Modifikation die mitunter eine wichtige Rolle bei der Faltung, Lokalisation und Stabilität von Proteinen spielt. In einem dritten Teilprojekt soll untersucht werden, inwiefern die Glykosylierung der D1- und/oder D2-Domäne eine Rolle bei der Virus-Rezeptor-Interaktion hat. CAR-Varianten die entweder selektiv in der D1- bzw. der D2-Domäne oder in beiden keine Glykosylierung aufweisen sollen generiert und die Funktion als CVB-Rezeptor wie oben unterteilt, analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Jeffrey Bergelson