polyomaviridae taxonomie ehemals unterfamilie der … · 2009. 4. 29. · k-papovavirus (kpv) maus...
Post on 17-Sep-2020
1 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Polyomaviridae
Taxonomie
Ehemals Unterfamilie der Papovaviridae;
Jetzt unabhängige Virusfamilie mit 13 Mitgliedern
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Mitglieder der Polyomaviridae
MausK-Papovavirus (KPV)
HamsterHamster Papovavirus
KaninchenRabbit kidney vacuolating virus (RKV)
VogelBudgerigar fledgling disease virus
Mensch
Mensch
Makake
Pavian
Afrikanische Grüne Meerkatze
Rhesus Affe
Maus
Wirt
Stump-tailed macaque virus (STMV)
JC Virus
BK Virus
Simian agent 12 (SA12)
Lymphotropic Papovavirus (LPV)
Simian Virus 40 (SV40)
Polyomavirus (PyV)
Virus
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Entdeckung der Polyomaviren
Maus Polyomavirus: entdeckt 1953 von Ludwig Gross
bei Untersuchungen zur Übertragung von murinen Leukämien
SV4O: entdeckt 1960 von Sweet and Hillemann
in Nierenzellen aus der Grünen Afrikanischen Meerkatze.
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Gemeinsame Merkmale der Polyomaviren
1. Genom: Ringförmiges ds-DNA Molekül (Minichromosom!); ca. 5000
Bp; Ähnliche Genom-Organisation
2. Vermehrung: sehr enges Wirtsspektrum:Vermehrung
hauptsächlich in Epithelzellen und Fibroblasten;
3. Unbehüllt: Resistent gegen Lösungsmittel;
4. Maligne Transformation von Zellen in Kultur;
5. Verursachen nicht Tumore in ihren natürlichen Wirten (z.B. SV40 in
Rhesus Affen).
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Einige wichtige Entdeckungen der Zellbiologie, die an Polyomaviren gemacht wurden.
1. Supercoiled DNA
2. Chromatin/Nucleosomen
3. Ursprung der DNA Replikation bei Eukaryonten
4. Enhancer
5. Promoter-Organisation (TATA Box)
6. Polyadenylierungssignal
7. Kernlokalisationssignal (NLS)
8. p53
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Struktur von Maus Polyomavirus-Partikel
VP1: bildet 72 Pentamere, bestehend aus je 5 Moleküle VP1;
VP1 ist das einzige nach aussen gerichtete virale Strukturprotein;VP1 bindet an Oligosaccharide mit Sialyl-Säureresten auf der Zelloberfläche
Jedes VP1 Pentamer ist mit einem Molekül VP2 oder VP3 verbunden.
Graphische Nachbildung eines Viruspartikels: Durchmesser ca. 45 nmAus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 41, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 63-1c
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Struktur des Polyomavirus-Genoms
SV 40 “Minichromosom”
Elektronen Mikroskopische Aufnahme von SV40 DNA Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 41, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 63-1a, b
Ringförmige Supercoiled DNA (= Eipsom)
Nukleosomen-freie Region
Nukleosomen:Enthalten Histone
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Verlauf der SV40 Replikation
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 63, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 63-5
Idealisierte zeitliche Abfolge
Virale GenomeT-Antigen freigesetzte Viruspartikel
Zelluläre DNA Synthese
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Zelluläre Rezeptoren für Polyomaviren
Oligodendrozyten, Astrozyten, B-Lymphozyten
Weit verbreitet
B-Lymphozyten
Weit verbreitet
Weit verbreit
Zell-Tropismus
50.000
unbekannt
1.800
90.000
25.000
Moleküle/Zelle
N-verknüpfte Glykoproteine mit Sialyl-Säure-Resten
Glykolipid mit Sialylsäure-Resten
O-verknüpfte Glykoproteine mit Sialylsäure-Resten
MHC Klasse I Proteine
N-verknüpfte Glykoproteine mit Sialyl-Säure-Resten
Rezeptor
JC Virus
BK Virus
Lymphotropic Papovavirus (LPV)
Simian Virus 40 (SV40)
Polyomavirus (PyV)
Virus
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Sialylsäurenht
tp://
ww
w.b
me.
jhu.
edu/
~kjy
arem
a/m
onos
acch
arid
es/n
atur
al%
20si
alic
%20
acid
s/na
tura
l%20
sial
ic_a
cids
.htm
Haüfigste Form der Sialylsäure beim Menschen
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Sialylsäuren sind weitverbreitet auf Zelloberflächen
http
://w
ww
.bm
e.jh
u.ed
u/~k
jyar
ema/
mon
osac
char
ides
/nat
ural
%20
sial
ic%
20ac
ids/
natu
ral%
20si
alic
_aci
ds.h
tm
Replikationszyklus
Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,
Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Appendix, Fig. 16.
ReplikationszyklusPolyomaviren
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Expression von SV40 Proteinen: Strategien zur maximalen Nutzung des Genoms
1. Eine Region zur Regulation von verschiedenen Prozessen;
2. Multi-funktionelle virale Regulationsfaktoren;
3. Alternatives Splicing;
4. Multi-cistronische mRNAs;
5. Nutzung von mehreren Leserastern;
6. Zeitliche Koordinierung von Expressionsphasen.
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 63, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 63-2
Synthese viraler Genome
LateEarly
Das SV40 Genom
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Die Regulatorische Region des SV40-Genoms
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 63, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 63-3a
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Eigenschaften des SV40 T-Antigens
1. Sequenzähnlichkeiten zu T-Antigenen aus anderen
Polyomaviren verschiedener Viren;
2. Post-translationelle Modifikationen:
1. Phosphorylierung;
2. 0-Glykosylierung ;
3. Poly-ADP-Ribosylierung;
4. Acetylierung am Amino-terminus;
3. Signal für Lokalisation im Kern;(NLS = nuclear localisation
signal)
4. 5 x 105 bis 5x106 Moleküle pro lytisch infizierte Zellen
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Funktionen des SV40 T-Antigens
1. Optimierung der Zelle für die Virusvermehrung:1. Vorantreiben des Zellzyklus bis zur S-Phase:Befreiung von E2F
2. Verhinderung der Apoptose: Sequestrierung von p53
2. Transkriptionsregulation:1. Autoregulation (Effekt Konzentrationsabhängig);
2. Aktivierung der späten Transkription
3. DNA-Replikation:
1. Fördert die Entwindung der DNA Stränge;
2. Rekrutierung von DNA Polymeraseα-Primase für die Synthese der Okazaki-
Fragmente und die DNA Polymerase δ für die Verlängerung der
neusynthetisierten DNA Stränge;
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Domänenstruktur des T-Antigens
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 63, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 63-6a
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Polyomaviren bei Menschen
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 64, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 64-1
BK-Virus im Urin JC-Virus im infizierten Oligodendrozyten im Gehirn
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
JC-Virus und BK-Virus Genome
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 64, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 64-2
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Merkmale der JC- und BK-Virus Infektion
1. Infektion: in der frühen Kindheit
2. Persistenz: Nierenepithel; Lymphozyten; Knochenmark (JC-Virus)
3. Pathogenes Potential: Hauptsächlich bei Immun-Supprimierten
Personen
1. BK-Virus?
2. JC-Virus: PML Progressive multifokale Leukoenzephalopathie
4. Onkogenes Potential:
1. Maligne Tumore in Nagetieren (JC und BK Virus);
2. Maligne Gehirntumore in Neuweltaffen nach Inoculation direkt in
den Schädel (lange Inkubationszeit);
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Progressive multifokale Leukoenzephalopathie (PML)
1. Demyelinisierungs-Herde im Gehirn durch den Tod von
infizierten Oligodendrozyten;
2. Neuropathologie: Multifokale Plaques: enthalten u.a. Makrophagen,
Astrozyten mit anomalen Morphologien, veränderte
Oligodendrozyten
3. Klinisches Erscheinungsbild: Muskelschwäche, Geh-,
Sehschwierigkeiten, Lähmungen, kognitive Störungen (“Demenz”).
4. Überlebenszeit: Wenige Monate bis zu einem Jahr nach Auftreten
von Symptome;
5. Diagnose: endgültige Diagnose nur durch Nachweis von DNA in
Gehirnmaterial;
6. Behandlung: deutliche Besserung durch HAART
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
Weiterführende Literatur
Transformation/Polyomavirus
Ruth Brack-Werner; SS 2009Molekulare Virologie
top related