DENV Proteine NS4A und NS5
Das Dengue Virus (DENV) besitzt RNA-Genom in Plusstrangorientierung und gehört wie HCV zur Familie der Flaviviridae. DENV ist die Ursache von Dengue Fiebers, der Tropenkrankheit mit der aktuell schnellsten Ausbreitung weltweit. Dengue Fieber ist sehr schmerzhaft und entkräftend und wird durch Stechmücken auf den Menschen übertragen, wobei jeder der vier eng verwandten DENV Genotypen die Krankheit auslösen kann. Die Krankheitssymptome umfassen plötzliches, hohes Fieber, schwere Kopfschmerzen und Komplikationen führen zu massiven Blutungen, Schock und Tod. Noch gibt es keine wirksamen, gegen DENV gerichteten Behandlungsmöglichkeiten. Ein entscheidender Schritt im viralen Lebenszyklus ist die Vermehrung des RNA-Genoms von DENV innerhalb spezialisierter Replikationskomplexe (RCs), welche in Vesikeleinstülpungen des Endoplasmatischen Retikulums (ERs) lokalisiert sind. Wie sich diese Replikationskomplexe ausbilden ist im Einzelnen bislang nicht verstanden.
Das DENV Nichtstrukturprotein 4A (NS4A) liegt ER-membranassoziiert vor und ist eine essentielle Komponente des RCs. NS4A scheint an der Entstehung Virus-induzierter Membranstrukturen beteiligt zu sein, indem es die Membranstruktur beeinflusst. Wir konnten die Existenz einer N-terminalen, amphipatischen Helix (AH) in NS4A nachweisen und zeigen, dass diese an Membranen binden kann. Unsere gemeinsame Publikation mit der AG von 
Ella Sklan (TAU, Israel) zeigte außerdem, wie wichtig diese AH im Lebenszyklus von DENV ist und entlarvt diese Region als ein potentielles Ziel für eine neuartige antivirale Therapie.
Dieses Projekt wurde gefördert durch MOI I.
Aktuelle Arbeiten:
Struktur-Funktionsanalyse des DENV NS4A Proteins
Da antivirale Wirkstoffe, welche mit AHs interferieren, erste Erfolge bei der Anwendung gegen das nah verwandte Hepatitis C Virus zeigten, erscheint ein ähnlicher Ansatz bei der Behandlung von Dengue Fieber als aussichtsreich. Dabei kann die Strukturaufklärung helfen, Ziele für solche Wirkstoffe zu definieren. DENV NS4A besitzt ebenfalls ein konservierte, für die Replikation essentielle N-terminale AH. Wir planen eine detaillierte Strukturanalyse des gesamten NS4A Proteins, welches hierzu durch zellfreie-Expression hergestellt und in Modellmembranen wie Nanodisks eingebaut werden soll. Eine direkte Insertion des neu entstehenden Proteins in Lipidmembranen soll sonst übliche und häufig kritische, denaturierende Reinigungsschritte unnötig machen. Von dieser Probe sollen dann NMR-Spektren aufgenommen und die Struktur bestimmt werden. Unser Ziel ist es die Strukturelemente in NS4A zu identifizieren bzw. zu verifizieren, die für die bekannten Aktivitäten dieses Proteins (Membranmodifikation, Oligomerisierung) verantwortlich sind. Ähnliche Arbeiten sind für NS5 geplant, da auch innerhalb dieses Proteins konservierte AHs vermutet werden.
Dieses Projekt ist eine enge Zusammenarbeit mit Bernd König. Funktionelle Studien im Zellsystem werden auch hier im Labor von Ella Sklan durchgeführt.