Hepatitis C Proteine NS5A und NS5B
Das Hepatitis C Virus (HCV) verursacht Krankheiten wie chronische Hepatitis, Leberzirrhose und Leberkrebs. Das HCV Nichtstrukturprotein NS5A ist essentiell für die Replikation des Virusgenoms sowie den Zusammenbau der Viruspartikel. Wir charakterisierten NS5A biophysikalisch und strukturell sowohl alleine, als auch im Komplex mit SH3-Domänen zellulärer Proteine. Wir konnten zeigen, dass Domäne 2 von NS5A intrinsisch ungefaltet vorliegt und dass diese Region transiente Wechselwirkungen auch über nicht-kanonische SH3 Bindemotive vermitteln kann. Außerdem waren wir an einer Untersuchung beteiligt, die ergab, dass in HCV infizierten Zellen die Tyrosinkinase c-Src, die normalerweise Zellwachstum und Zelldifferenzierung reguliert, mit Hilfe von NS5A und NS5B in den viralen Replikationsapparat rekrutiert wird. Somit tragen unsere Ergebnisse zum Verständnis bei, wie NS5A, welches als eine Plattform für vielfältige Protein-Protein-Wechselwirkungen gilt, Veränderungen zellulärer Signalketten hervorrufen kann.
Wichtige Teile der Arbeiten wurden am IBS, Grenoble (AG Bernhard Brutscher) und in Kooperation mit dem UKD, Düsseldorf (AG Johannes Bode) erzielt. Dieses Projekt wurde vom SFB 575 gefördert.
Aktuelle Arbeiten:
Die Wechselwirkung der HCV Proteine NS5A und NS5B mit dem Wirtsprotein c-Src
Durch eine strukturelle Analyse des Komplexes aus c-Src, NS5A und NS5B wollen wir die molekularen Grundlagen der zugrundeliegenden Interaktionen sichtbar machen und damit verbunden ein besseres Verständnis über die einzelnen Funktionen der daran beteiligten Proteine entwickeln. Ein wichtiger Schritt zur erfolgreichen in-vitro Konstitution des Komplexes ist die Optimierung und Etablierung eines Expressions- und Reinigungsprotokolls für die einzelnen Komponenten, die bevorzugt rekombinant aus E. coli gewonnen werden sollen. Später wollen wir die relevanten Bindungsstellen kartieren, wobei Techniken wie Mutagenese, Pull-Downs, phospho-Tyrosinmapping und NMR-Spektroskopie eingesetzt werden sollen. Bindungsstärken werden mittels SPR, ITC oder MST bestimmt. Da NS5A, NS5B aber auch c-Src membranassoziierte Proteine sind, ist geplant, den Einfluss von Lipidmembranen - zum Beispiel auf die Komplexstabilität - durch den Einsatz von Modellmembranen wie Nanodisks zu untersuchen. Ziel ist es auch spezifische Inhibitoren für die jeweiligen Wechselwirkungen zu generieren, um mit diesen als Werkzeug, die Rolle der beteiligten Proteine für das Virus und für die Wirtzelle getrennt studieren zu können. Langfristig erhoffen wir uns, dass sich aus diesem Projekt neue Strategien entwickeln lassen, welche dem negativen Einfluss von HCV auf die Regenerationsfähigkeit der Leber entgegenwirken. Die Arbeiten zu diesem Projekt werden in enger Kooperation mit den oben bereits genannten Partnern durchgeführt. Dieses Projekt ist von der DFG gefördert (SFB 974).