Virus-Wirt-Interaktionen bei Hepatitis-B-Virus-Infektionen: Die Rolle von Gamma2-Adaptin

Mit etwa 350 Millionen chronisch-infizierten Menschen gehört die Hepatitis-B neben der Tuberkulose und AIDS zu den häufigsten Infektionskrankheiten der Welt. Der einzig sichere Schutz vor dem bis zur Leberzirrhose persistierenden Virus bietet eine vorbeugende Impfung. Eine angemessene Therapie chronisch-erkrankter Patienten ist durch die Unkenntnis über viele Bereiche des HBV-Lebenszyklus nur eingeschränkt möglich. Gegenstand dieser Arbeit war vor allem etwas Licht in das Wechselspiel zwischen HBV und der Wirtszelle zu bringen und zelluläre Komponenten und Mechanismen zu identifizieren, die am Sortierungs- und Transportmechanismus viraler Substrukturen zur sogenannten Assembly-Plattform beteiligt sind, um dort die Freisetzung des Virus zu initiieren. Mit der vorliegenden Arbeit habe ich Methoden der Zellbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie und Virologie vereint, um neue Einblicke in den HBV-Lebenszyklus zu gewinnen. Für die Ausschleusung von HBV wird seither der konstitutive Weg der Sekretion angenommen. In Anlehnung an den Mechanismus umhüllter RNA-Viren kann die Hypothese aufgestellt werden, dass das MVB (Multivesicular Body) im Prozess der HBV-Freisetzung beteiligt sein könnte. Die Freisetzung des Hepatitis-B-Virus aus einer infizierten Zelle ist ein streng organisierter Prozess, der sowohl das HBV-Coreprotein als auch die HBV-Hüllproteine zu benötigen scheint. (max. 5.000 Zeichen)Inhaltszusammenfassung in einer weiteren Sprache deutschenglischfranzösischrussischmehrsprachigsonst.Ausgangspunkt der Arbeit war eine spezifische Interaktion des großen HBV-Hüllproteins (L) mit einem neuen Mitglied der Adaptor-Protein-Komplex-Familie (AP-Komplex), dem g2?Adaptin (Hartmann-Stühler und Prange, 2001), das mutmaßlich an endosomalen Sortierungs- und Transportprozessen beteiligt ist. In Analogie zur Funktionsweise von Adaptin-Molekülen wurde vom g2-Adaptin eine Rolle in der Initiation und Steuerung der Sprossung und Freisetzung von HBV vermutet. Die im Rahmen dieser Arbeit erweiterte Charakterisierung der g2/L-Interaktion zeigte zum einen, dass die Ohrdomäne des Adaptins für die Interaktion essentiell ist und zum anderen, dass die Rekrutierung des Adaptins durch das L-Protein zu cis-Golgi-Strukturen innerhalb kleiner Transportvesikel entlang des Nukleus (perinukleär) erfolgt. Erste Ergebnisse dieser Arbeit deuteten bereits an, dass das virale Coreprotein mit demselben Adaptorprotein zu interagieren vermag. Für die g2/Core-Interaktion erwies sich in Folgearbeiten die Kopfregion des g2-Adaptins als die entscheidende Bindungsdomäne (Rost et al., 2006). Sowohl eine funktionelle Inaktivierung des g2-Adaptins durch RNA-Interferenz als auch eine g2-Adaptin- Überexpression störten die Virusmontage in späten Phasen der Morphogenese. Während ein g2-Adaptin-Überschuss die HBV-Produktion indirekt durch die Induktion dysfunktioneller endosomaler Kompartimente blockierte, verhinderte der siRNA-induzierte g2-Adaptin-Verlust die späte Ausschleusung des Virus aus der Zelle. Das Silencing von g2-Adaptin zeigte dabei weder einen Einfluss auf endosomale Strukturen noch auf die Freisetzung subviraler Partikel (Viren ohne Genom). Demzufolge scheinen sich die Mechanismen der Produktion von subviralen und viralen HBV-Partikeln bezüglich ihrer Anforderungen an Zellfunktionen und Transportwegen deutlich voneinander zu unterscheiden. Es konnten erste Hinweise darauf gefunden werden, dass die Virusmontage an endosomalen Kompartimenten (zum Beispiel dem MVB) erfolgen könnte, was durch bereits weitergeführte Untersuchungen bestätigt werden konnte (Lambert et al., J Virol, epub ahead of print). Darüber hinaus ist inzwischen bekannt, dass das Hepatitis-B-Virus für den Zusammenbau und die Freisetzung nicht nur das Adaptor-verwandte g2-Adaptin, sondern auch die endosomale Ubiquitin Ligase Nedd4, wahrscheinlich in Zusammenhang mit Ubiquitin selbst (Rost et al., 2006), benötigt. Eine Untersuchung dieser weiterführenden Aspekte war jedoch nicht mehr Inhalt dieser Arbeit. Insgesamt weisen die Daten darauf hin, dass die Sortierung und der Transport der Substrukturen des Hepatitis-B-Virus durch den MVB-Komplex zu erfolgen scheint. Dabei könnte das g2-Adaptin mit Hilfe einer Reihe von Kofaktoren (wie zum Beispiel Nedd4, Ubiquitin, etc.) eine entscheidende Rolle an der Sortierung und Anbindung des viralen L- und Coreproteins an die Assembly-Plattform spielen. Doch der genaue Mechanismus, welcher große Ähnlichkeit mit dem umhüllter RNA-Viren (wie zum Beispiel HIV-1) aufweist, bleibt noch ungeklärt. Ob weitere zelluläre Kofaktoren an der HBV-Sprossung und Freisetzung beteiligt sind, bleibt ebenfalls unbekannt und bedarf weiterer Untersuchungen.

Funktionsanalyse von Gamma2-Adaptin: ein zellulärer Adaptor der Hepatitis-B-Virus-Morphogenese

Im Replikationszyklus umhüllter Viren entstehen neue Viruspartikel durch die Knospung an Membranen der Wirtszelle. An diesem Prozess sind verschiedene zelluläre Faktoren und Mechanismen beteiligt, speziell die ESCRT-Proteinkomplexe, welche die Vesikelbildung an den MVBs steuern. Auch bei HBV ist davon auszugehen, dass Komponenten der Wirtszelle an der Umhüllung und Freisetzung der Virionen beteiligt sind, allerdings sind diese noch weitgehend unbekannt. Ziel dieser Arbeit war es daher, die zellulären Faktoren genauer zu charakterisieren und ihre Funktion bei der Virusumhüllung aufzuklären. Den Ausgangspunkt für die hier durchgeführten Untersuchungen bildeten vorangegangene Arbeiten, in denen die spezifische Interaktion des L-Hüllproteins von HBV mit g2-Adaptin nachgewiesen werden konnte. Diese ist für die Morphogenese von HBV essentiell, allerdings ist die zelluläre ebenso wie die virusspezifische Funktion von g2-Adaptin bislang unbekannt. Im Rahmen dieser Arbeit sollte daher untersucht werden, wo und wie g2-Adaptin in der Zelle funktionell ist, um daraus Rückschlüsse auf die Vorgänge bei der Morphogenese von HBV ziehen zu können. Die Grundlage für die Charakterisierung von g2-Adaptin bildete seine Ähnlichkeit zu zellulären Clathrin-Adaptorproteinen. So konnte hier gezeigt werden, dass auch g2-Adaptin ein Clathrin-Bindungsmotiv besitzt, welches eine Interaktion mit Clathrin ermöglicht. Außerdem konnte ein Ubiquitin-Interaktions-Motiv (UIM) identifiziert werden, das die Bindung an ubiquitinierte Proteine vermittelt. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass g2-Adaptin zu einer Gruppe monomerer Adaptorproteine zählen könnte, welche als Ubiquitin-Rezeptoren in der Zelle funktionell sind. Die folgenden Analysen zeigten eine weitere Gemeinsamkeit, da auch g2-Adaptin selbst durch Ubiquitin modifiziert wird, wobei die Ubiquitinierung von einem intakten UIM abhängt. Dieser als Coupled Monoubiquitination bezeichnete Prozess wird hierbei durch die Ubiquitin-Ligase Nedd4 vermittelt, die direkt mit g2-Adaptin interagiert. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die C2-Domäne von Nedd4 ebenfalls mit Ubiquitin modifiziert ist, wodurch der Kontakt zum UIM von g2-Adaptin erfolgt. Die meisten der bislang bekannten Ubiquitin-bindenden Adaptorproteine, spielen bei der Vesikelentstehung an verschiedenen zellulären Membranen eine Rolle, wo sie an der Sortierung der vorwiegend ubiquitinierten Membranproteine beteiligt sind und zelluläre Komponenten rekrutieren, welche die Vesikelabschnürung vermitteln. Die Adaptorproteine sind dabei meist mit der jeweiligen Membran assoziiert, was auch für g2-Adaptin nachgewiesen werden konnte. Diese Membranbindung wird durch den N-terminalen Proteinbereich von g2-Adaptin vermittelt und erfolgt unabhängig von den Ubiquitin-bindenden Eigenschaften und von Nedd4. Allerdings scheint die Ubiquitin-Modifikation von g2-Adaptin ausschließlich in membrangebundener Form zu erfolgen. An welchen Membranen g2-Adaptin lokalisiert ist, wurde in Immunfluoreszenzstudien untersucht, wobei eine enge Assoziation von g2-Adaptin mit späten Endosomen bzw. MVBs zu beobachten war. Bei weiteren Analysen konnte auch ein funktioneller Einfluss auf die Vesikelentstehung an den MVBs nachgewiesen werden, da durch die Depletion von g2-Adaptin stark vergrößerte, defekte MVBs induziert wurden. Dies deutet darauf hin, dass g2-Adaptin als Ubiquitin-Rezeptor an diesen Prozessen beteiligt sein könnte. Ebenso wie andere Adaptorproteine könnte es hier an die Cargo-Proteine binden, diese durch den Kontakt zu Clathrin lokal konzentrieren und die Vesikelabschnürung durch die Rekrutierung der MVB-Maschinerie vermitteln. Möglicherweise stellt g2-Adaptin hierbei den bislang nicht identifizierten Adaptor dar, der die Verbindung zwischen Nedd4 und der MVB-Kaskade herstellt. Eine ähnliche Funktion für g2-Adaptin ist auch bei der Morphogenese von HBV denkbar. Aufgrund der durchgeführten Lokalisationsstudien ist anzunehmen, dass die Umhüllung der HBV-Partikel direkt an den MVBs erfolgt. Vermutlich bindet g2-Adaptin hier an das L-Hüllprotein, wobei es durch die Rekrutierung von Clathrin zu einer lokalen Anreicherung der Hüllproteine kommt. g2-Adaptin interagiert zudem in UIM-abhängiger Weise mit dem Nukleokapsid, wobei der Kontakt direkt erfolgen könnte oder durch die Ubiquitin-Ligase Nedd4 vermittelt wird, welche über eine Late-Domäne ebenfalls mit dem Nukleokapsid verbunden ist. Anscheinend gelangt das Nukleokapsid durch den Einfluss von g2-Adaptin und Nedd4 zum Ort der Virusmorphogenese, wo die eigentliche Umhüllung und die Abschnürung der Viruspartikel erfolgen. Vermutlich sind auch hier Komponenten der MVB-Maschinerie beteiligt, die womöglich durch g2-Adaptin rekrutiert werden.

Characterization of Hepatitis B virus (HBV) genotypes in patients from Rondonia, Brazil

Background: Hepatitis B virus (HBV) can be classified into nine genotypes (A-I) defined by sequence divergence of more than 8% based on the complete genome. This study aims to identify the genotypic distribution of HBV in 40 HBsAg-positive patients from Rondonia, Brazil. A fragment of 1306 bp partially comprising surface and polymerase overlapping genes was amplified by PCR. Amplified DNA was purified and sequenced. Amplified DNA was purified and sequenced on an ABI PRISM (R) 377 Automatic Sequencer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). The obtained sequences were aligned with reference sequences obtained from the GenBank using Clustal X software and then edited with Se-Al software. Phylogenetic analyses were conducted by the Markov Chain Monte Carlo (MCMC) approach using BEAST v.1.5.3. Results: The subgenotypes distribution was A1 (37.1%), D3 (22.8%), F2a (20.0%), D4 (17.1%) and D2 (2.8%). Conclusions: These results for the first HBV genotypic characterization in Rondonia state are consistent with other studies in Brazil, showing the presence of several HBV genotypes that reflects the mixed origin of the population, involving descendants from Native Americans, Europeans, and Africans.

Active immunization against hepatitis B virus (HBV) with low-doses of plasma-derived vaccine by intradermal route

Schedule for vaccination against HBV infection has usually been based on three separate injections of 20 meg of the vaccine by intramuscular route. One of the main shortcomings to its use in large scale programs has been its high cost. Ninety out of 300 health workers were submitted to three injections of 2 meg of plasma-derived vaccine (PDV) by intradermal (ID) route on days 0, 30, and 180. Anti-HBs was detected in 74 (82.2%) after the second dose and in 80 (88.9%) after the third dose, a non-significant difference. However, levels above 10 times the cut-off were observed in 29 (32.2%) and 77 (85.5%), respectively (p < 0.001). The results showed that a low-dose schedule is effective when used in health workers and should be tried with other risk groups.

Comparison of serum hepatitis B virus replication markers in patients with chronic hepatitis B: studies on HBeAg/Anti-HBe system, viral dna polymerase and HBV-DNA

The detection of HBV-DNA in serum by molecular hybridization is the most sensitive and specific marker of replication and infectivity of hepatitis B virus and currently is proposed as a routine diagnostic technique in the follow-up of HBV - related diseases. Comparing different techniques already described, we found that direct spotting of serum samples on nitrocellulose membranes under vacuum filtration, followed by denaturing and neutralizing washes is more practical, simple, sensible and reproducible. DNA polymerase assay using phosphonoformic acid as specific viral inhibitor has shown 86.8% of concordance with HBV-DNA detection, and so, it is an useful alternative in the follow-up of hepatitis B chronic patients. We found 19.2% HBeAg positive samples with no other markers of viral replication and no anti-HBe positive sample had detectable HBV-DNA. Discordance between the 2 systems have been extensively described, and we confirm this for the first time in our country. Molecular biological techniques are essential to determine the replication status of chronic hepatitis B patients.

Active replication of hepatitis B virus (HBV) in HIV type 1 and in HIV type 2 infected patients

To evaluate the effect of concurrent infection by HIV on HBV infection or immunity, we have studied a group of 66 HIV1+ symptomatic Caucasian patients and another of 38 African HIV2+ asymptomatic individuals, concerning their HBV status: serological markers of infection and presence of HBV-DNA in serum, the last taken as sign of hepatitis B virus active replication, were monitored. HIV+ groups were compared with seronegative controls, adequately matched for age, sex and ethnological background. HBV DNA was found in 7.6% of HIV1+ Caucasian patients and 3.2% of seronegative controls; in African HIV2+ individuals 2.6% were also HBV DNA+, a percentage close to that found in HIV2 seronegative controls (2.9%). No correlation was found between HIV infection and HBV active replication. Immunodepression that follows HIV infection over time may be compatible with a degree of T cell function capable of avoiding reinfection with or reactivation of HBV, even in symptomatic stages of acquired immunodeficiency syndrome. Our findings are relevant to the choice of preventive strategies in populations at risk for HIV and HBV infection.

Prevalence of HIV-1/2, HTLV-I/II, hepatitis B virus (HBV), hepatitis C virus (HCV), Treponema pallidum and Trypanosoma cruzi among prison inmates at Manhuaçu, Minas Gerais State, Brazil

The purpose of this study was to determine the seroprevalence of human immunodeficiency virus (HIV-1/2), human T-cell lymphotropic virus (HTLV-I/II), hepatitis B virus (HBV), hepatitis C virus (HCV), Treponema pallidum and Trypanosoma cruzi among 63 male prisoners in Manhuaçu, Minas Gerais, Brazil and to compare this with data from eligible blood donors. The positive results were as follows: 11/63 (17.5%) for HBV, 5/63 (7.4%) for syphilis, 4/63 (6.3%) for HCV, 3/63 (4.8%) for Chagas' disease, 2/63 (3.2%) for HIV-1/2 and 1/63 (1.6%) for HTLV-I/II. The seroprevalence in prisoners was higher than among blood donors, mainly for antibodies to HIV-1/2, HCV and HBV. This is probably due to low social economic level, illiteracy, higher proportion with a prior history of intravenous drug use and/or unsafe sexual behavior. Therefore, these prisoners constitute a high risk group and routine screening and counseling are recommended.

Hepatitis B virus genotypes and mutations in the basal core promoter and pre-core/core in chronically infected patients in southern Brazil: a cross-sectional study of HBV genotypes and mutations in chronic carriers

Introduction In Brazil, little data exist regarding the distribution of genotypes in relation to basal core promoter (BCP) and precore/core mutations among chronic hepatitis B virus (HBV) carriers from different regions of the country. The aim of this study was to identify HBV genotypes and the frequency of mutations at the BCP and precore/core region among the prevalent genotypes in chronic carriers from southern Brazil. Methods Nested-polymerase chain reaction (nested-PCR) products amplified from the S-polymerase gene, BCP and precore/core region from 54 samples were sequenced and analyzed. Results Phylogenetic analysis of the S-polymerase gene sequences showed that 66.7% (36/54) of the patients were infected with genotype D (D1, D2, D3), 25.9% (14/54) with genotype A (A1, A2), 5.6% (3/54) with subgenotype C2, and 2% (1/54) with genotype E. A comparison of virological characteristics showed significant differences between genotypes A, C and D. The comparison between HBeAg status and the G1896A stop codon mutation in patients with genotype D revealed a relationship between HBV G1896A precore mutants and genotype D and hepatitis B e antigen (HBeAg) seroconversion. Genotype D had a higher prevalence of the G1896A mutation and the presence of a thymine at position 1858. Genotype A was associated with a higher prevalence of the G1862T mutation and the presence of a cytosine at position 1858. Conclusions HBV genotype D (D3) is predominant in HBV chronic carriers from southern Brazil. The presence of mutations in the BCP and precore/core region was correlated with the HBV genotype and HBeAg negative status.

An in-house real-time polymerase chain reaction: standardisation and comparison with the Cobas Amplicor HBV monitor and Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan HBV tests for the quantification of hepatitis B virus DNA

This study aimed to standardise an in-house real-time polymerase chain reaction (rtPCR) to allow quantification of hepatitis B virus (HBV) DNA in serum or plasma samples, and to compare this method with two commercial assays, the Cobas Amplicor HBV monitor and the Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan HBV test. Samples from 397 patients from the state of São Paulo were analysed by all three methods. Fifty-two samples were from patients who were human immunodeficiency virus and hepatitis C virus positive, but HBV negative. Genotypes were characterised, and the viral load was measure in each sample. The in-house rtPCR showed an excellent success rate compared with commercial tests; inter-assay and intra-assay coefficients correlated with commercial tests (r = 0.96 and r = 0.913, p < 0.001) and the in-house test showed no genotype-dependent differences in detection and quantification rates. The in-house assay tested in this study could be used for screening and quantifying HBV DNA in order to monitor patients during therapy.

A prospective study of hepatitis B virus markers in patients with chronic HBV infection from Brazilian families of Western and Asian origin

The purpose of the present study was to determine the frequency of hepatitis B virus (HBV) markers in families of HBsAg-positive patients with chronic liver disease. Serum anti-HBc, HBsAg and anti-HBs were determined by enzyme immunoassay and four subpopulations were considered: genetically related (consanguineous) and non-genetically related (non-consanguineous) Asian subjects and genetically related and non-genetically related Western subjects. A total of 165 and 186 relatives of Asian and Western origin were enrolled, respectively. The occurrence of HBsAg and anti-HBs antibodies was significantly higher (P < 0.0001) in family members of Asian origin (81.8%) than in family members of Western origin (36.5%). HBsAg was also more frequent among brothers (79.6 vs 8.5%; P < 0.0001), children (37.9 vs 3.3%; P < 0.0001) and other family members (33.9 vs 16.7%; P < 0.0007) of Asian than Western origin, respectivelly. No difference between groups was found for anti-HBs, which was more frequently observed in fathers, spouses and other non-genetic relatives. HBV infection was significantly higher in children of Asian than Western mothers (P < 0.0004). In both ethnic groups, the mothers contributed more to their children's infection than the fathers (P < 0.0001). Furthermore, HBsAg was more frequent among consanguineous members and anti-HBs among non-consanguineous members. These results suggest the occurrence of vertical transmission of HBV among consanguineous members and probably horizontal sexual transmission among non-consanguineous members of a family cluster. Thus, the high occurrence of dissemination of HBV infection characterizes family members as a high-risk group that calls for immunoprophylaxis. Finally, the study showed a high familial aggregation rate for both ethnic groups, 18/19 (94.7%) and 23/26 (88.5%) of the Asian and Western origin, respectively.

Phylogenetic analysis of complete genome sequences of hepatitis B virus from an Afro-Colombian community: presence of HBV F3/A1 recombinant strain

Background: Hepatitis B virus (HBV) infection is one of the most prevalent viral infections in humans and represents a serious public health problem. In Colombia, our group reported recently the presence of subgenotypes F3, A2 and genotype G in Bogota. The aim of this study was to characterize the HBV genotypes circulating in Quibdo, the largest Afro-descendant community in Colombia. Sixty HBsAg-positive samples were studied. A fragment of 1306 bp (S/POL) was amplified by nested PCR. Positive samples to S/POL fragment were submitted to PCR amplification of the HBV complete genome. Findings: The distribution of HBV genotypes was: A1 (52.17%), E (39.13%), D3 (4.3%) and F3/A1 (4.3%). An HBV recombinant strain subgenotype F3/A1 was found for the first time. Conclusions: This study is the first analysis of complete HBV genome sequences from Afro-Colombian population. It was found an important presence of HBV/A1 and HBV/E genotypes. A new recombinant strain of HBV genotype F3/A1 was reported in this population. This fact may be correlated with the introduction of these genotypes in the times of slavery.

Characterization of Hepatitis B virus (HBV) genotypes in patients from Rondônia, Brazil

Abstract Background Hepatitis B virus (HBV) can be classified into nine genotypes (A-I) defined by sequence divergence of more than 8% based on the complete genome. This study aims to identify the genotypic distribution of HBV in 40 HBsAg-positive patients from Rondônia, Brazil. A fragment of 1306 bp partially comprising surface and polymerase overlapping genes was amplified by PCR. Amplified DNA was purified and sequenced. Amplified DNA was purified and sequenced on an ABI PRISM® 377 Automatic Sequencer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). The obtained sequences were aligned with reference sequences obtained from the GenBank using Clustal X software and then edited with Se-Al software. Phylogenetic analyses were conducted by the Markov Chain Monte Carlo (MCMC) approach using BEAST v.1.5.3. Results The subgenotypes distribution was A1 (37.1%), D3 (22.8%), F2a (20.0%), D4 (17.1%) and D2 (2.8%). Conclusions These results for the first HBV genotypic characterization in Rondônia state are consistent with other studies in Brazil, showing the presence of several HBV genotypes that reflects the mixed origin of the population, involving descendants from Native Americans, Europeans, and Africans.

Untersuchungen über Wechselwirkungen zwischen Proteinen der Leber und dem großen Hüllprotein des Hepatitis-B-Virus

Zusammenfassung:Im Infektionszyklus des Hepatitis-B-Virus spielt das große L-Hüllprotein mit seiner einzigartigen PräS1-Domäne eine zentrale Rolle. Es vermittelt die Bindung und Aufnahme in die Leberzelle, die Verpackung der Nukleokapside in die Virushülle, die Regulation der cccDNA-Amplifikation und eine transkriptionelle Aktivierung in der Wirtszelle. Zur Erfüllung seiner vielfältigen Aufgaben benötigt das L-Protein Unterstützung durch Wirtzellfaktoren, von denen einige im Rahmen dieser Untersuchung durch Verwendung von PräS1-Konstrukten als Fängerproteine im Hefe-Zwei-Hybrid-System identifiziert wurden. Mehrere Klone, die im Hefe-Zwei-Hybrid-Test mit dem C-terminalen PräS1-Fängerprotein (Aminosäure 44-108) isoliert worden waren, enthielten Teile der cDNA von gamma2-Adaptin, einem mutmaßlichen Mitglied der Clathrin-Adaptor-Proteine. Diese sind für intrazelluläre Membrantransportprozesse mittels clathrinumhüllter Vesikel verantwortlich. Unter den interagierenden Klonen, die mit dem N-terminalen Konstrukt des L-Proteins (Aminosäure 1-70) isoliert worden waren, befand sich überproportional häufig eine cDNA, die der schweren Kette H4 der Inter-Alpha-Trypsin-Inhibitor-Familie homolog war. H4 besitzt vermutlich bei der 'Akute-Phase-Reaktion', die Entzündungen folgt, und bei der Stabilisierung der extrazellulären Matrix physiologische Bedeutung. Weitere Klone kodierten für die Serinprotease C1r. Diese ist Bestandteil des C1-Komplex, der ersten Komponente des klassischen Komplementsystems. Die Spezifität der Bindung zwischen den positiven Klonen und der PräS1-Domäne wurde in weiteren biochemischen Interaktionstests bestätigt, sodaß H4, C1r und gamma2-Adaptin als Wirtszellfaktoren in der Physiologie des Hepatitis-B-Virus wahrscheinlich eine Rolle spielen.Abstract:Little is known about host cell factors necessary for hepatitis B virus assembly and infectivity. Central to virogenesis is the large L envelope protein that mediates hepatocyte receptor binding, envelopment of viral capsids, regulation of supercoiled DNA amplification and transcriptional transactivation. To assess its multiple functions and host-protein assistance involved, we here initiated a yeast two-hybrid screen using the L-specific preS1 domain as bait to screen a human liver cDNA library for L-interacting proteins. One of the most prominent cDNAs interacting with aminoacid sequence 44-108 of L-protein encodes for gamma2-adaptin, a novel clathrin adaptor-related protein responsible for protein sorting and trafficking. Among the clones interacting with the N-terminal construct of L-protein (aminoacid sequence 1-70), a frequently isolated cDNA corresponds to the gene for inter-alpha-trypsin family heavy chain H4, likely to be involved in acute inflammatory phase response and stabilization of extracellular matrices. Some other interacting clones were found to carry the cDNA for the serine protease C1r, a subunit of the C1 complex which initiates the classical complement cascade. The specificity of the interaction between the positive clones and the preS1 domain was further confirmed in independent biochemical experiments. Taken together, the results suggest a role for H4, C1r and gamma2-adaptin as host-cell factors in L-mediated process of viral biogenesis and/or pathogenesis.

Untersuchungen zur posttranslationalen präS-Translokation des großen Hüllproteins des Hepatitis-B-Virus

Untersuchungen zur posttranslationalen präS-Translokation des großen Hüllproteins des Hepatitis-B-Virus. Das große (L) Hüllprotin des Hepatitis-B-Virus (HBV) besitzt die ungewöhnliche Eigenschaft, mittels partieller, posttranslationaler Translokation seiner präS-Domäne durch intrazelluläre Membranen zwei unterschiedliche Transmembrantopologieen auszubilden. Unter Berücksichtigung der Hypothese eines HBV-spezifischen Transmembrankanals, der sich möglicherweise während der Virusmorphogenese bilden und die präS-Translokation ermöglichen könnte, wurden Parameter untersucht, welche die L-Topologie beeinflussen. Dazu wurden Wildtyp-L-Proteine und L-Mutanten in Säugerzellen synthetisiert und deren Topologie mittels Proteaseschutzversuchen untersucht. Ich konnte zeigen, daß alle Faktoren, für die angenommen wurde, daß sie für die Ausbildung einer HBV-spezifischen Pore und die damit verbundene präS-Reorientierung wichtig seien, entbehrlich sind. Im einzelnen konnte nachgewiesen werden, daß die posttranslationale präS-Translokation weder die Helferfunktion der HBV S und M Proteine, noch die kovalente Dimerausbildung der Hüllproteine benötigt. Weiterhin ergaben die Untersuchungen, daß keine der amphipathischen Transmembrandomänen des L-Proteins an der präS-Reorientierung beteiligt ist. Vielmehr wurde die hydrophobe Transmembrandomäne 2 (TM2) als ausreichend und essentiell für diesen Prozeß identifiziert. Zellfraktionierungsstudien ergaben weiterhin, daß die präS-Reorientierung und damit die duale Topologie des L-Proteins innerhalb des Endoplasmatischen Retikulums (ER) herbeigeführt wird. Letztlich konnte eine Interaktion des L-Proteins mit zellulären Chaperonen (Hsc70, Hsp40, BiP) gezeigt werden, was eine Beteiligung dieser Proteine am Translokationsprozeß nahelegt.