Dokument: Strukturelle Charakterisierung des Vpr-Proteins aus dem humanen Immundefizienz Virus vom Typ-2

Titel:	Strukturelle Charakterisierung des Vpr-Proteins aus dem humanen Immundefizienz Virus vom Typ-2
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=29726
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20140612-100709-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dipl.-Biol. Möckel, Luis [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 20,09 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 10.06.2014 / geändert 10.06.2014
Beitragende:	Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter] PD. Dr. König, Bernd [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	Das virionassoziierte virale Protein R (Vpr) aus dem humanen Immundefizienz Virus vom Typ 2 (HIV-2) ist ein multifunktionelles Protein. Es ist sowohl zum HIV-1/SIV Vpr, als auch zum HIV-2/SIV Vpx homolog. Es wird vermutet, dass die Funktionen des HIV-1 Vpr in HIV-2 auf Vpr und Vpx aufgeteilt sind. Trotz seiner geringen Größe von etwa 105 Aminosäuren erfüllt HIV-2 Vpr Funktionen, die zu einer erhöhten Infektiösität des Virus führen. Zu Beginn eines Infektionszyklus assoziiert Vpr mit dem Reverse Transkriptase-Komplex, welcher aus dem viralen RNA-Genom DNA für den Einbau ins Wirtszellen-Genom transkribiert. Am Ende des viralen Lebenszyklus ist Vpr an der Freisetzung neuer Virionen beteiligt. Neben diesen Funktionen wird vermutet, dass Vpr eine Ionenkanalaktivität sowie die Fähigkeit in Membranen einzudringen besitzt. Die Assoziation von Vpr mit dem Virion wird durch die Interaktion mit dem C-terminalen Bereich des HIV Gag-Polyproteins (p6) vermittelt. Durch Unterdrückung dieser Interaktion wird der Einbau von Vpr in das Virion inhibiert. Ungeachtet seiner Multifunktionalität ist das HIV-2 Vpr strukturell kaum untersucht. So existieren lediglich zwei Strukturen von HIV-1 Vpr voller Länge. Auch die Interaktion von Vpr-Proteinen mit Membranen wurde noch nicht auf atomarer Ebene, beispielsweise mittels NMR-Spektroskopie, charakterisiert. Besonders durch ihre Fähigkeiten, die Abwehrmechanismen der Wirtszelle herabzusetzen und die Infektiösität des Virus zu erhöhen, stellen akzessorische Proteine wie das HIV-2 Vpr potentielle Ziele für die therapeutische Behandlung von HIV dar. Für die Entwicklung wirksamer Therapien bedarf es allerdings einer ausführlichen Charakterisierung des Proteins. In dieser Arbeit wurde HIV-2 Vpr strukturell mittels NMR-Spektroskopie charakterisiert und die globale Faltung des Proteinrückgrats von Vpr in DPC-Mizellen aufgeklärt. Diese zeigt, dass Vpr aus drei α-Helices (α1, α2, α3) besteht, von denen α1 stark amphipathisch ist und α2 die größte Hydrophobizität aufweist. NMR-Relaxations-Experimente zeigen, dass Vpr hochflexible Termini besitzt, wohingegen die α-Helices, auch wegen ihrer Interaktion mit der DPC-Mizelle, rigide vorliegen. Die Versuche konnten auch zeigen, dass höchstwahrscheinlich ein Vpr-Molekül mit einer Mizelle interagiert und HIV-2 Vpr bei den gewählten Bedingungen als Monomer vorliegt. Durch verschiedene Titrationsexperimente konnte gezeigt werden, dass α1 ausschließlich mit der Oberfläche der Mizelle interagiert, α2 und α3 dagegen partiell in die Mizelle eingebettet sind. Interessanterweise liegt in DPC-Mizellen auch der C-Terminus von HIV-2 Vpr vom Puffer abgeschirmt vor. Für HIV-1 Vpr ist bekannt, dass der C-terminale Bereich mit Membranen interagiert und in diese eindringen kann. Die Verwendung von Nanodisks erlaubte die Charakterisierung des HIV-2 Vpr in Lipiddoppelschichten mittels Flüssig-NMR-Spektroskopie. Diese Experimente zeigten, dass es nur geringe strukturelle Unterschiede zwischen HIV-2 Vpr in Lipiddoppelschichten und DPC-Mizellen gibt. Durch Titration von unmarkiertem p6 zu 15N-markiertem Vpr in DPC-Mizellen konnte mittels NMR-Spektroskopie die p6-Bindestelle im Bereich des N-Terminus und der Helix α1 von Vpr lokalisiert werden. Die Experimente haben auch gezeigt, dass zwei weitere Bindestelle für p6 in Vpr existieren könnten. Durch Fitten der NMR-Daten konnte, basierend auf einem 1:1 Bindemodell, zusätzlich die Dissoziationskonstante der Interaktion zwischen Vpr und p6 mit 31,3 ± 15,1 µM bestimmt werden.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Physikalische Biologie
Dokument erstellt am:	12.06.2014
Dateien geändert am:	12.06.2014
Promotionsantrag am:	18.03.0014
Datum der Promotion:	29.04.0014