Interferenz der viralen Effektorproteine pp71 und IE1 mit der intrinsischen und nativen Immunität gegen Cytomegalovirus-Infektionen

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Stamminger
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386120716

In Vorarbeiten zu diesem Projekt konnten wir zeigen, dass die regulatorischen Proteine pp71 und IE1 des humanen Cytomegalovirus eine Struktur des Zellkerns modifizieren, die als nukleäre Domäne 10 (ND10) oder PML-NBs (PML nuclear bodies) bezeichnet wird. ND10-Strukturen stellen interchromosomal lokalisierte Multiproteinkomplexe des Zellkerns dar, die u.A. die Proteine hDaxx, Sp100, SUMO und PML umfassen, wobei PML als strukturgebende Komponente gilt. In verschiedenen Studien wurde nachgewiesen, daß diese Faktoren eine intrinsische zelluläre Immunität gegenüber dem humanen Cytomegalovirus und anderen Viren vermitteln. Während pp71 mit hDaxx/ATRX interagiert, bindet IE1 direkt an das PML-Protein. Dies korreliert mit einer Auflösung von ND10-Akkumulationen sowie einer Antagonisierung der repressorischen Eigenschaften dieser Struktur. Ein Meilenstein unserer Vorarbeiten bestand in der Aufklärung der Kristallstruktur des IE1-Proteins und dem Nachweis einer signifikanten strukturellen Ähnlichkeit des IE1 mit der coiled-coil-Domäne von TRIM-Proteinen. Dementsprechend beobachteten wir, dass IE1 an die coiled-coil Domäne von PML (=TRIM19) bindet und auch mit anderen TRIM-Proteinen wie TRIM5alpha und TRIM33 interagieren kann. Zusätzlich wiesen wir eine neue koregulatorische Funktion von PML für die Interferon Typ I und Typ II-induzierte Genexpression nach, die durch IE1 antagonisiert wird. Zusammenfassend weisen diese Befunde darauf hin, dass IE1 nicht nur Funktionen von PML (=TRIM19) für die intrinsische und native Immunität moduliert, sondern noch weitere Mitglieder dieser großen Proteinfamilie beeinflusst. Da für TRIM-Proteine, die als Ubiquitin- oder SUMO-E3-Ligasen wirken, eine breite Beteiligung an der Regulation nativer Immunwege postuliert wird, besteht eines unserer Ziele darin, diejenigen TRIM-Proteine zu identifizieren, die durch IE1 moduliert werden. Darüberhinaus sollen durch Kokristallisations- und crosslinking-Analysen die Interaktionsoberflächen zwischen PML und IE1 genau charakterisiert werden. Basierend auf diesen Kenntnissen möchten wir nach Peptiden und Substanzen suchen, die Funktionen des IE1 blockieren und somit antiviral wirken. Darüberhinaus beobachteten wir, daß auch pp71 mit bestimmten TRIM-Proteinen interagieren kann, so daß auch für diesen viralen Effektor die Konsequenzen der Bindung charakterisiert werden sollen. Insgesamt soll dieses Projekt zu einem besseren Verständis der Mechanismen beitragen, über die multifunktionale virale Proteine die durch TRIM-Faktoren vermittelte intrinsische und native Immunität antagonisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen