Adenoviridae

Adenoviridae
Adenoviridae/Parvoviridae
Davison AJ et al., 2003,
JGenVirol 84, 2895-2908;
Fig. 1
“Spezies”
Genera
Wirtsorgansimen:
B: Bovine
C: canine
D: duck
E :equine
F: fowl
Fr:frog
H: human
M: murine
O: ovine
P: porcine
Po: possum
Sn: snake
T: turkey
T: tree shrew
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Adenovirus
Merkmale
Adenoviridae/Parvoviridae
Partikel:
Keine Behüllung; Ikosaeder.
Genom:
ds DNA, umgekehrt sich wiederholende Sequenzen an
beiden Enden; Verbunden mit viralen Proteinen;
Genom-Replikation:
Semikonservative DNA Replikation; virale DNA Polymerase;
Keine Okazaki Fragmente; Protein wirkt als Primer;
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Adenovirus
Adenoviridae/Parvoviridae
RNA Splicing wurde erstmalig von P.A. Sharp und R.J. Roberts 1977
beschrieben; Nobel-Preis: 1993.
RNA
RNA loops:
A, B, C
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 67, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 67-4
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Struktur von Adenoviren
Adenoviridae/Parvoviridae
Hexonprotein
Coreprotein
Pentonbasisprotein
VII
Coreprotein
Fiberprotein
http://pathmicro.med.sc.edu/mhunt/adeno-diag.jpg
Durchmesser ca. 80-110 nm; unbehüllt
http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/images/adenovirus.
gi
Molekulare Virologie
Ikosaedrische Struktur:
20 Flächen, 12 Ecken;
252 Capsomere:
240 Hexone; 12 Pentone
12 Fiber
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Adenovirus Genom-Struktur
Adenoviridae/Parvoviridae
“Quasi-zirkuläre”
Struktur der ds DNA
durch Interaktion der
5’ verknüpften
terminalen Proteine
“Pfannen-Stiel”
Struktur vermittelt
durch Basenpaarung
an beiden Enden
(umgekehrte sich
wiederholende
Sequenzen)
Aus”Molekulare Virologie”, Modrow, Falk, Truyen,
2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag,
Kap. 19l, Abb. 19.19.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Adenovirusgenom:
Leserahmen
Adenoviridae/Parvoviridae
Davison AJ et al., 2003, JGenVirol 84, 2895-2908; Fig. 1
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Adenovirus:
Genom und Transkripte
Adenoviridae/Parvoviridae
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 67, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 67-3
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Sehr frühe (immediate early) virale Proteine
Adenoviridae/Parvoviridae
Transkriptionseinheit/
Protein
Modifikation/
Grösse (kD)
Funktionen
Zelluläre
Interaktionspartn
er (Bsp)
E1A
Phosphoryliert
40
Trans-Aktivator der Transkription früher
viraler Gene (E2.E3.E4) und zelluläre
Gene;
Immortalisierung; Transformation
(gemeinsam mit E1B)
TFIID (=TBP);
andere TFs
Phosphoryliert
26
Trans-Repressor; Immortalisation,
Transformation
Rb105;
Phosphoryliert
55
Transformation zusammen mit E1A;
Fördert Export von viralen mRNAs für
Translation von späten Proteinen vom
Zellkern zum Zytoplasma (zusammen mit
E4/34 kD)
p53
Phosphoryliert
20
Aktiv bei DNA Synthese; vermindert
zytopathogene Effekte
E1B
Molekulare Virologie
Rb105;
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Frühe (Early) virale Proteine (I)
Adenoviridae/Parvoviridae
Transkriptionseinheit
Modifikation/Grösse
(kD)
Funktionen
E2
E2A:
Phosphoryliert
72
Aktiv bei DNA Replikation; bindet Einzelstrang
DNA
E2
E2B:
80
Vorläufer des Terminalen Proteins;
Kovalent am 5’-Ende der viralen DNA gebunden;
“Priming” bei der Initiation der DNA Synthese;
E2
140
DNA Polymerase.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Adenovirus-Genomreplikation (I)
Adenoviridae/Parvoviridae
Veresterung von Serin im TP (80kD
Vorläuferform) mit dCMP Rest
WW von TP-80kDa mit kovalent an 5’Ende des Genoms gebundenem TP55kDa.
Bildung des Initiationskomplexes;
Cytosin an TP-80 kDa hybridisiert mit
Guanin ; Verdrängung des an TP-55
kDa gebundenen Strangs; der
verdrängete Strang komplexiert mit
mit E2A;
Synthese des neuen Strangs.
Aus”Molekulare Virologie”, Modrow, Falk,
Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum
Akademischer Verlag, Kap. 19l, Abb. 19.21a.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Adenovirus-Genomreplikation (II)
Adenoviridae/Parvoviridae
Elongation;
DS mit
einem neuen
Strang
Mit E2A komplexierter Einzelstrang
(Elternstrang).;
Synthese des zweiten Strangs
Aus”Molekulare Virologie”, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 19l, Abb. 19.21b.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Frühe (Early) virale Proteine (II)
Adenoviridae/Parvoviridae
Transkriptionseinhei
t/Protein
Modifikation/Grösse
(kD)
Funktionen
E3
34
“Akzessorische Proteine”; Fördern persistente
Infektion;
E3
Glykosyliert
19
Verringerung der Anzahl MCH-I Moleküle auf der
Zelloberfläche;
E3
14,7
Reduziert die Empfindlichkeit für Zellyse durch
TNFα.
E3
10,4
Wirkt als Mitogen: Interagiert mit EGF Rezeptor
und fördert Proliferation der Zelle;
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Frühe (Early) virale Proteine (II)
Adenoviridae/Parvoviridae
Transkriptionseinheit
Modifikation/Grösse
(kD)
Funktionen
E4
34
Fördert Export von viralen mRNAs für Translation
von späten Proteinen vom Zellkern zum
Zytoplasma (zusammen mit E1B/55 kD);
Hemmt Export der zellulären mRNAs (host cell
shutoff)
E4
17
Interaktion und Aktivierung von E2F;
E4
14
Proteinkinase; Phosphorylierung von zellulären
(z.B. AP-1) und viralen (E1A) Proteinen;
E4
10
Bindung an Kernmatrix.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
1-4: Kontakt mit Rezeptor auf
der Zelloberfläche (z.B. CAR =
Coxsackie Adenovirus
Receptor) sowie mit KoRezeptor (Integrine);
Endozytose des Virus;
Transport von Proteinassoziierter DNA in den
Zellkern über Mikrotubuli;
5-8: Expression, Synthese und
KerinImport von E1A;
9-14: Induktion der
Synthese von Proteinen
für Genomreplikation;
Replikation des Genoms
15-18: Expression,
Synthese und
Kernimport von
Strukturproteinen
19-21: Zusammenbau
von Kapsiden; Proteaseabhängige Reifung der
Virione; Freisetzung der
Viruspartikel nach
Zerstörung der Zelle.
Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,
Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Appendix, Fig. 2.
Adenovirus-assoziierte Krankheiten:
Übertragung und Symptome
Adenoviridae/Parvoviridae
Übertragung:
über Aerosole, kontaminierte Gegenstände, Flüssigkeiten
(Schwimmbad!)
Symptome
•
Ca. 50% der Infektionen asymptomatisch;
•
Hauptsächlich Erkrankungen der Atemwege:
Erkältung, Bronchitis, Pneumonie
•
Fieber;
•
Gastroenteritis;
•
Bindehautentzündung;
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Adenovirus-assoziierte Krankheiten
Adenoviridae/Parvoviridae
Molekulare Virologie
Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/
Lectures/engler102405.pdf Ruth Brack-Werner; SS 2010
Humane Adenoviren:
Serotypen
Molekulare Virologie
Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/
Adenoviridae/Parvoviridae
Lectures/engler102405.pdf Ruth Brack-Werner; SS 2010
Übertragungswege von Adenoviren
Adenoviridae/Parvoviridae
Molekulare Virologie
Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/
Lectures/engler102405.pdf Ruth Brack-Werner; SS 2010
Verlauf der Adenovirus Infektion
Adenoviridae/Parvoviridae
Molekulare Virologie
Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/
Lectures/engler102405.pdf Ruth Brack-Werner; SS 2010
Parvoviridae
Adenoviridae/Parvoviridae
Mensch
Mensch
http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/335/Parvoviruses.html
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Parvoviridae
Adenoviridae/Parvoviridae
Dependoviruspartikel:
Ca. 20 nm Durchmesser
Adenoviruspartikel:
Ca. 90 nm Durchmesser
http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/335/Parvoviruses.html
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Parvoviridae: Genom
Adenoviridae/Parvoviridae
Lineare einzelsträngige DNA;
4860 Basen (AAV-2) bis 5600 Basen (Parvovirus B19);
Palindromische Sequenzabschnitte an beiden Enden:
Ermöglichen die Bildung von Haarnadelförmige Strukturen an
beiden Enden bzw. die Faltung des Genoms in eine
Pfannenstielstruktur;
http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/335/Parvoviruses.html
Molekulare Virologie
Aus”Molekulare Virologie”, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum
Akademischer Verlag, Kap. 20.1, Abb. 20.2.
Ruth Brack-Werner; SS 2010
AAV Gene
Adenoviridae/Parvoviridae
2 ORFs: 6 mRNA Spezies (3 verschiedene Promotoren; Alternative
splice sites)
http://hvd.ens-lyon.fr/human_virology_dpt/teams/gs_aav/pr_aav/fp_aav
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Parvovirusproteine
Adenoviridae/Parvoviridae
Proteine
Grösse (kD)
B19
AAV-2
VP1
VP2
VP3
83
58
NS1
Rep78
71
NS2
Rep68
11
Rep52,Rep40
-
Funktionen
87
62
73
Kapsidproteine
78
Helikase, ATP-ase, Endonuklease, Transaktivator;
Helikase, Endonuklease, Transaktivator,
Tumorsuppressor, Genomintegration
68
?
Helikase, Endonuklease, Transaktivator,
Tumorsuppressor*, Genomintegration
52, 40
Im Zytoplasma; Helikase; Verpackung der DNA
*Fördert Apoptose; Stabilisiert RB105/E2F Komplexe
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Parvovirus:
Genomreplikation
(Modell)
Adenoviridae/Parvoviridae
Auffaltung durch Helikaseaktivität
von NS1/Rep78
Trs: terminal resolution site;
Erkennungssequenz für Spaltung durch NS1/Rep
78 Endonuklease
Aus”Molekulare Virologie”, Modrow, Falk, Truyen,
2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap.
20.1, Abb. 20.2.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
AAV: Latente
Phase
Adenoviridae/Parvoviridae
1.-3. Eintritt des Virus; Einzelstrang
Genom in d. Zellkern;
4. Synthese von Doppelstrang DNA;
5. Transkription am P5 Promoter;
6. Synthese von Rep 78;
7. Rep78 UNTERDRÜCKT die weiteren
Promotoren;
8. Rep 78 fördert die Integration von
mehreren Virus-Genomkopien in
19q13.3qter;
Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,
Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Appendix, Fig. 11.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
AAV: Produktive
Replikation
Adenoviridae/Parvoviridae
9. Infektion m. Adenovirus (= Helfervirus);
10. Synthese der Adenovirus “early”
Genprodukte, die für die AAV Replikation
nötig sind; (E1a, E1b, E2a, E4)
11. “Rescue” des AAV-Genoms;
12. E1A aktiviert den P5 Promoter und die
Synthese von Rep78;
13. Rep 78 aktiviert die anderen Promotoren
und die Synthese der weiteren Proteine;
14. Replikation der AAV-DNA;
17. Kapsidproteine werden in den Zellkern
transportiert und assoziieren dort
miteinander;
18. Verpackung der einzelsträngigen DNA
in das Kapsid;
19. Zusammenbau des Partikels.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,
Pathogenität von Parvovirus B19
für Menschen
Adenoviridae/Parvoviridae
Übertragung: Virus wird über Speichel ausgeschieden; Übertragung
durch Tröpfcheninfektion oder kontaminierte Blutkonserven;
Verursacht Ringelröteln; Bei infektion von Schwangeren kann es zur
schweren Schädigung des Fötus kommen;
Symptome: Fieber, Gliederschmerzen, Ausschlag; bei Erwachsenen
Entzündung der Gelenke;
Vermehrt sich in erythroide Vorläuferzellen;
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010
Pathogenität von Parvovirus B19
für Menschen
Adenoviridae/Parvoviridae
http://www.stanford.edu/group/virus/parvo/2005/B19.html
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2010