Kartierung von umhüllungsrelevanten Aminosäureresten auf dem Hepatitis B Virus Kapsid

Abstract

Während der Morphogenese des Hepatitits-B-Virus (HBV) wird das cytosolisch gebildete Nukleokapsid, welches u.a. das virale Genom enthält, durch Interaktion mit den transmembran lokalisierten viralen Hüllproteinen an zellulären Membranen umhüllt und erscheint anschließend als Virion im ER-Lumen, von wo aus es aus einer infizierten Leberzelle sekretiert wird. Hierfür wird ein direkter Kontakt des Kapsids mit den Hüllproteinen postuliert. Seit einiger Zeit ist die Kristallstruktur eines rekombinanten HBV-Kapsids bekannt. In dieser Arbeit wurden 52 einzelne Alaninsubstitutionen von Aminosäureseitenketten hergestellt, die auf der Oberfläche des Kapsids lokalisiert sind und mögliche Kontaktstellen für die Hüllproteine darstellen. Die Phenotypen der Mutationen hinsichtlich Virionbildung wurden anschließend durch Transkomplementation eines corenegativen HBV-Genoms nach transienter Transfektion in Leberzellen, Immunpräzipitation von Kapsiden und Virionen sowie radioaktiver Markierung des viralen Genoms durch die endogene Polymerase Reaktion (EPR) charakterisiert. 13 der Punktmutationen erschienen Negativ im Nachweis von Nukleokapsiden durch die EPR. 28 Mutationen zeigten einen Wildtyp-Phänotyp; hier wurden sowohl zelluläre Nukleokapside als auch sekretierte Virionen nachgewiesen. 11 Mutationen zeigten den gesuchten Phänotyp: Es konnten zwar zelluläre Nukleokapside jedoch keine sekretierten Virionen nachgewiesen werden. Die Positionen dieser Punktmutationen zeigten zwei Kluster auf der Oberfläche des Kapsids auf. Beide Bereiche dieser Kluster stellen potentielle Kontaktstellen zu den viralen Hüllproteinen dar.Es gibt derzeit noch keine Zelllinie, die sich mit Hepatitis-B-Viren infizieren lässt. Der hierfür notwendige HBV-Rezeptor ist bisher noch unbekannt. Jedoch führt die Transfektion von viralem Genom in Leberzellen zur Bildung von infektiösen Virionen, so dass anzunehmen ist, dass die frühen Prozesse des Infektionszyklus in kultivierten Leberzelllinien gestört sind. Es wird vermutet, dass durch Inkulturnahme von Leberzellen der virale Rezeptor verloren gegangen ist, was möglicherweise durch Expression eines künstlichen Rezeptors für Virusbindung und Aufnahme wiederhergestellt werden kann. Zur Herstellung eines solchen Rezeptors wurde die cDNA der schweren und leichten Kette eines monoklonalen PräS1-Antikörpers MA18/7 gegen die Hüllproteine mittels RT-PCR aus einer Maus-Hybridomzelllinie kloniert. Die schwere Kette wurde mit der Transmembrandomäne eines IgD fusioniert. Es konnte gezeigt werden, dass nach transienter Transfektion beide Ketten stabil in Leberzellen expremiert wurden, dass dieses künstliche Rezeptorkonstrukt in der Zellmembran lokalisiert war und nach außen zeigte. Die Inkubation MA18/7 transfizierter Zellen mit HBV-Virionen zeigte zwar eine Bindung an der Zelloberfläche, führte jedoch nicht zu einer Infektion.