Posttranslationale Proteintranslokation durch die ER-Membran von Säugerzellen
Final Report Abstract
Es ist unbekannt, wie und warum einige Proteine posttranslational in und über die ER-Membran von Säugerzellen transloziert werden. Gesamtziel dieses Projekts war daher, am Modell des HBV-L-Hüllproteins, posttranslationale Translokationsmechanismen und die daran beteiligten Zellfaktoren weiterführend zu identifizieren und zu charakterisieren. Wir konnten zeigen, dass das ER-luminale BiP-Chaperon spezifisch mit L interagiert und seine Posttranslokation reguliert. Eine Modulation der BiP-Aktivität in vivo, die uns durch ektopische Überexpression seiner positiven und negativen Modulatoren gelungen ist, zeigte, dass dieses Chaperon die posttranslationale PräS- Translokation einleitet und aktiv steuert. Diese Arbeiten verdeutlichen, dass durch regulierte Translokation das Struktur- und somit Funktionsspektrum von Proteinen vergrößert werden kann. Als potentielle Konduktoren der L-Posttranslokation konnten wir Sec62 und Sec63 entdecken. Eine gezielte Hemmung der Expression dieser Proteine beeinträchtigt die L-Posttranslokation und scheint in einer Umschaltung auf einem kotranslationalen Translokationsmodus zu resultieren. Demnach stellen Sec62 und Sec63 vielversprechende Kandidaten des „Posttranslokons“ von Säugern dar. Im Zuge dieser Untersuchungen konnten wir auch einen neuartigen Mechanismus einer posttranslationalen N-Glykosylierung identifizieren. Die Modifikation von Proteinen mit N-Glykanen erfolgt im Allgemeinen kotranslational, da der Oligosaccharyltransferase-Enzymkomplex eng mit dem Translokon assoziiert ist. Das L-Protein stellt eine bemerkenswerte Ausnahme dar, da es – aufgrund seiner besonderen Topogenese - ko- und posttranslational N-glykosyliert wird. Mit Hilfe von Mutanten konnten wir zeigen, dass diese N-Glykosylierungen von L für die HBV-Morphogenese entbehrlich sind. Vielmehr ist eine funktionelle N-Glykosylierung von Wirtsfaktoren für die HBV-Vermehrung essentiell. Durch Etablierung des Split-Ubiquitin-Hybridverfahrens konnte eine Reihe neuer Interaktionspartner von L, wie Bet1, Sec24A und Profilin-1, identifiziert werden. Wenn auch diese zellulären Proteine vermutlich nicht direkt im Proteinnetzwerk der ER-Posttranslokation involviert sind, scheinen sie jedoch für den geordneten ER- Export von L und intrazellulären Transportprozessen essentiell zu sein.
Publications
- Posttranslational N-glycosylation of the hepatitis B virus large envelope protein. Virology Journal 2007, 4: 45-53
Carsten Lambert, Reinhild Prange
- Charakterisierung von Virus-Wirt-Interaktionen bei der Morphogenese des Hepatitis B-Virus. Habilitation, Fachbereich Medizin, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 2008
Carsten Lambert
- Mammalian BiP controls posttranslational ER translocation of the hepatitis B virus large envelope protein. FEBS Letters 2008, 582, 3179-3184
Karin Awe, Carsten Lambert, Reinhild Prange
- Charakterisierung zellulärer Interaktionspartner des großen Hüllproteins des Hepatitis B-Virus. Dissertation, Fachbereich Biologie, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 2009
Karin Awe
