Charakterisierung von funktionellen Oberflächenstrukturen des Hepatitis-B-Virus Nukleokapsids

Abstract

Während der Morphogenese des Hepatitis-B-Virus (HBV) geht das transmembrane große Hüllprotein (L-Protein) wahrscheinlich eine direkte Interaktion mit reifen zytosolischen Nukleokapsiden ein, deren Schale aus dem Coreprotein aufgebaut ist. Um die Beteiligung einzelner Aminosäuren (AS) des Coreproteins hierbei zu bestimmen, wurden sechs (S17, L95, K96, F122, I126 und R127) und vier oberflächenexponierte Positionen (S21, D22, N90 und R98), bei denen eine Alanin-Substitution die Umhüllung blockierte bzw. nicht beeinflusste, mit verschiedenen AS-Resten substituiert. Die Core-Mutanten wurden in Hinblick auf die Kapsidbildung, Genomreifung und Umhüllungskompetenz phänotypisiert. Die Positionen S17, L95, K96 und I126 spielten eine essentielle Rolle während des Umhüllungsprozesses: 24 von 28 Mutanten erlaubten die Assemblierung von reifen Nukleokapsiden, blockierten aber deren Umhüllung (K+/V-). Die drei Positionen S21, N90 und R98 tolerierten hingegen unterschiedliche AS-Reste weitgehend ohne Verlust an Assemblierungsfähigkeit (K+/V+). Mutationen der Positionen R127 und D22 zeigten keinen einheitlichen Phänotyp. Die Mutanten der Position F122 blockierten zumeist die Kapsidformation (K-/V-). Sechs Mutanten, die keine DNA-Genom-haltigen Kapside bilden konnten, formten Kapside, die virales RNA-Prägenom enthielten, was auf eine blockierte reverse Transkription schließen lässt. Dies deutet auf eine komplexe Beteiligung der Kapsidschale bei der reversen Transkription hin. Aufbauend auf den Ergebnissen des ersten Teils wurden stabile HuH7-Zelllinien etabliert, die konstitutiv die virale Polymerase und das Wildtyp (WT) Coreprotein bzw. die I126A Mutante des Coreproteins exprimierten. Ein mittels Transduktion von rekombinanten MuLV-Retroviren in die Zellen eingebrachtes verpackungskompetentes aber replikationsdefizientes HBV-Genom stellte die Hüllproteine zur Verfügung. Die erfolgreiche Transkomplementierung, d.h. Sekretion von virusähnlichen Partikeln, konnte durch PCR nachgewiesen werden. Mit diesem System sollte der Nachweis einer direkten L-Protein-Kapsid Interaktion möglich sein, indem nach einer L-Mutante gesucht wird, die den Umhüllungsblock der I126A Core-Mutante aufhebt.