3D determination of membrane fusion active glycoproteins of enveloped viruses by Cryo-TEM and image processing
Final Report Abstract
Im vorliegenden Projekt konnten durch Anwendung der 3D-Kryoelektronenmikroskopie neue Erkenntnisse zur Struktur, Stabilität und Konformationsumwandlung verschiedener viraler Proteine erhalten werden. Dabei ist es gelungen, die Struktur dieser Proteine in-situ, d.h. in der intakten Virusmembran verankert, aufzuklären. Unsere Ergebnisse weisen aus, dass für die Stabilisierung der Präfusionskonformation des F-Proteins von Paramyxoviren die Assoziation mit dem HN-Protein notwendig ist, da in der Virusmembran isolierte F-Proteine den Postfusionszustand annehmen. Damit konnten bisherige Modellvorstellungen zur Rolle des F-HN-Komplexes für die Stabilität des Präfusionszustandes des F-Proteins experimentell untermauert werden. Ebenfalls konnte die 3D-Struktur des für die Fusion von Coronaviren verantwortliche virale S-Protein am Beispiel des gespaltenen S-Proteins von intaktem Mouse Hepatitis Virus (MHV-A59) untersucht werden. Erste Vergleiche mit anderen Ergebnissen in der Literatur weisen aus, dass die von uns erfasste Konformation sehr wahrscheinlich dem Präfusionszustand entspricht. Weitere Untersuchungen, die auch Viren mit ungespaltenem S-Protein einschließen, werden Einblicke in die konformationelle Dynamik dieses Proteins bringen. Neben dem F-Protein und dem S-Protein wurde unsere Expertise bei der Aufklärung der 3D-Struktur des Hämagglutinins von Influenzaviren genutzt, um durch Kombination von gerichteter Mutagenese, biophysikalischen Untersuchungen und Strukturaufklärung Aussagen zur molekularen Grundlage der Stabilität der Ektodomaine von HA zu treffen. Diese Studien führten zu einer interessanten Hypothese der Adaptation hochpathogener H5-Influenzaviren an den Menschen.
Publications
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