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Role of protein C and its proteolysis in flaviviral polyprotein processing and virion assembly
Sabrina Schrauf
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Christian Mandl
Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29666.00164.409266-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Das Genus Flavivirus umfasst eine Reihe von Krankheitserregern von weltweiter Bedeutung für die Humanmedizin. Üblicherweise erfolgt die Weitergabe des Erregers von einem Wirtsorganismus zum nächsten durch Arthropoden. Das Genom der Flaviviren ist ein plus-strängiges RNS Molekül, das zugleich als virale mRNS fungiert. Durch Translation wird ein Polyprotein gebildet, das dann mit Hilfe von viralen und zellulären Proteasen in seine einzelnen Proteine prozessiert wird. Die Proteinprozessierung an der C-prM Verbindung ist hoch koordiniert und beinhaltet Spaltungen der viralen Protease NS2B/3 am C-Terminus von Protein C im Zytoplasma als auch der zellulären Signalase am N-Terminus von Protein prM im Lumen des endoplasmatischen Retikulums. Das Hauptziel dieser Dissertation war es, die Rolle des Kapsid Proteins C und die Wichtigkeit seiner proteolytischen Reifung durch NS2B/3 in der Polyproteinprozessierung von Flaviviren und in dem Zusammenbau von Viruspartikeln herauszufinden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Sequenzspezifität für eine funktionelle Spaltung durch NS2B/3 in der C-terminalen Region des Proteins C des Frühsommer-Meningoenzephalitits (FSME) Virus untersucht. Dabei wurde entdeckt, dass dieser Bereich eine starke Flexibilität sowohl in der exakten Position der NS2B/3 Spaltstelle als auch im Spaltsubstrat selbst aufweist. Ein weiterer Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Rolle des Proteins C und seiner Proteolyse durch NS2B/3 im Lebenszyklus von Flaviviren. Die Analyse von FSME und West Nile Virus (WNV) Mutanten, in denen Protein C ohne irgendeine proteolytische Aktivität vom Polyprotein freigesetzt wird, hat ergeben, dass die Kapsidspaltung mittels NS2B/3 für die Virusproduktion nicht notwendig ist. Weiters konnten wir zeigen, dass das Protein C nicht nur im Zusammenbau von Viruspartikeln eine Rolle spielt, sondern auch in der frühen RNS Synthese. Im letzten Teil dieser Arbeit konnten wir darlegen, dass die Produktion des Proteins C auch von einer heterologen Protease übernommen werden kann. Zusammenfassend deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Spaltung durch NS2B/3 selbst in der C-terminalen Region des Proteins C für die Aufrechterhaltung der koordinierten Prozessierung an der C-prM Verbindung und für eine erfolgreiche Virusproduktion nicht essentiell ist. Weiters weist diese Dissertation auf eine bisher unbekannte Rolle des Proteins C in den frühen Stadien der RNA Synthese hin.
Abstract
(Englisch)
The genus Flavivirus comprises several important human pathogens of medical importance throughout the world that are usually transmitted to their vertebrate host by arthropod vectors. The flavivirus genome is a single-stranded positive-sense RNA molecule that serves as the only viral mRNA. Translation yields one large polyprotein that is further processed into its individual proteins by viral and host cell proteases. Protein processing at the C-prM junction is highly coordinated and involves cleavages by the viral protease NS2B/3 in the cytoplasm at the C-terminus of protein C and the host cell signalase in the lumen of the endoplasmic reticulum at the N-terminus of prM. The major objective of this thesis was to clarify the role of capsid protein C and the importance of its maturation process in flaviviral polyprotein processing and virion assembly. In this study, the sequence requirements in the C-terminal region of tick-borne encephalitis virus (TBEV) protein C for a functional NS2B/3 cleavage were analyzed. The results showed that the C-terminal region of protein C is highly flexible in the exact position of the NS2B/3 capsid cleavage site as well as the cleavage substrate. Further studies focused on the role of protein C and its proteolysis by NS2B/3 itself for the flaviviral life cycle. Analysis of TBEV and West Nile virus (WNV) mutants in which the capsid protein was released from the polyprotein without any proteolytic activity indicated that capsid cleavage by NS2B/3 itself is not necessary for virion production. In addition, the data revealed that the capsid protein plays an important role not only in virion assembly but also in early RNA synthesis. Finally, it was demonstrated that the capsid cleavage by NS2B/3 can also be substituted by cleavage with a heterologous protease. Taken together, the results of this thesis demonstrate that capsid cleavage by NS2B/3 itself is not essential for the maintenance of the coordinated processing at the C-prM junction and virion assembly. Furthermore, the data point to a previously unknown role of protein C in the early stages of RNA replication.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
flavivirus polyprotein processing capsid protein C maturation of protein C NS2B/3 capsid cleavage site
Schlagwörter
(Deutsch)
Flavivirus Polyproteinprozessierung Kapsid Protein C Reifung des Proteins C NS2B/3 Kapsidspaltstelle
Autor*innen
Sabrina Schrauf
Haupttitel (Englisch)
Role of protein C and its proteolysis in flaviviral polyprotein processing and virion assembly
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle des Proteins C und seiner Proteolyse in der Polyproteinprozessierung von Flaviviren und in ihrem Zusammenbau
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
97 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Norbert Tautz ,
Dieter Blaas
Klassifikation
42 Biologie > 42.32 Virologie
AC Nummer
AC07806058
Utheses ID
7006
Studienkennzahl
UA | 091 | 441 | |
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