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Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenoviridae
“Spezies”
GeneraWirtsorgansimen:B: BovineC: canineD: duckE :equineF: fowlFr:frogH: humanM: murineO: ovineP: porcinePo: possumSn: snakeT: turkeyT: tree shrew
Davison AJ et al., 2003, JGenVirol 84, 2895-2908; Fig. 1
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
AdenovirusMerkmale
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;
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenovirus
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
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Struktur von Adenoviren
Ikosaedrische Struktur: 20 Flächen, 12 Ecken;252 Capsomere:
240 Hexone; 12 Pentone12 Fiber
Durchmesser ca. 80-110 nm; unbehüllthttp://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/images/adenovirus.gi
http://pathmicro.med.sc.edu/mhunt/adeno-diag.jpg
Hexonprotein
Pentonbasisprotein
Coreprotein
Coreprotein
Fiberprotein
VII
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenovirus Genom-Struktur
“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.
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenovirusgenom:Leserahmen
Davison AJ et al., 2003, JGenVirol 84, 2895-2908; Fig. 1
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenovirus:Genom und Transkripte
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 67, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 67-3
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Sehr frühe (immediate early) virale Proteine
Transkrip-tionseinheit/Protein
Modifikation/Grösse (kD)
Funktionen Zelluläre Interaktionspartner (Bsp)
E1A Phosphoryliert40
Trans-Aktivator der Transkription früher viraler Gene (E2.E3.E4) und zelluläre Gene; Immortalisierung; Transformation (gemeinsam mit E1B)
TFIID (=TBP); andere TFs
Rb105;
Phosphoryliert26
Trans-Repressor; Immortalisation, Transformation
Rb105;
E1B Phosphoryliert55
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
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Frühe (Early) virale Proteine (I)
Transkrip-tionseinheit
Modifikation/Grösse (kD)
Funktionen
E2 E2A: Phosphoryliert72
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.
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenovirus-Genomreplikation (I)
Veresterung von Serin im TP (80kD Vorläuferform) mit dCMP Rest
WW von TP-80kDa mit kovalent an 5’-Ende des Genoms gebundenem TP-55kDa.
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.
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenovirus-Genomreplikation (II)
Elongation;
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.
DS mit einem neuen Strang
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Frühe (Early) virale Proteine (II)
Transkrip-tionseinheit/Protein
Modifikation/Grösse (kD)
Funktionen
E3 34 “Akzessorische Proteine”; Fördern persistente Infektion;
E3 Glykosyliert19
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;
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Frühe (Early) virale Proteine (II)
Transkrip-tionseinheit
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.
1-4: Kontakt mit Rezeptor auf der Zelloberfläche (z.B. CAR = Coxsackie Adenovirus Receptor) sowie mit Ko-Rezeptor (Integrine); Endozytose des Virus;Transport von Protein-assoziierter 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; Protease-abhängige 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.
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenovirus-assoziierte Krankheiten:Übertragung und Symptome
Übertragung:
über Aerosole, kontaminierte Gegenstände, Flüssigkeiten
(Schwimmbad!)
Symptome
• Ca. 50% der Infektionen asymptomatisch;
• Hauptsächlich Erkrankungen der Atemwege:
Erkältung, Bronchitis, Pneumonie
• Fieber;
• Gastroenteritis;
• Bindehautentzündung;
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Adenovirus-assoziierte Krankheiten
Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/ Lectures/engler102405.pdf
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Humane Adenoviren:Serotypen
Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/ Lectures/engler102405.pdf
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Übertragungswege von Adenoviren
Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/ Lectures/engler102405.pdf
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Verlauf der Adenovirus Infektion
Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/ Lectures/engler102405.pdf
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Parvoviridae
http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/335/Parvoviruses.html
MenschMensch
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Parvoviridae
http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/335/Parvoviruses.html
Dependoviruspartikel:
Ca. 20 nm Durchmesser
Adenoviruspartikel:
Ca. 90 nm Durchmesser
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Parvoviridae: Genom
http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/335/Parvoviruses.html
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;
Aus”Molekulare Virologie”, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 20.1, Abb. 20.2.
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
AAV Gene
http://hvd.ens-lyon.fr/human_virology_dpt/teams/gs_aav/pr_aav/fp_aav
2 ORFs: 6 mRNA Spezies (3 verschiedene Promotoren; Alternative splice sites)
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Proteine Grösse (kD)B19 AAV-2
Funktionen
VP1VP2VP3
83 8758 62
73Kapsidproteine
NS1Rep78
7178
Helikase, ATP-ase, Endonuklease, Transaktivator;Helikase, Endonuklease, Transaktivator, Tumorsuppressor, Genomintegration
NS2Rep68
1168
?Helikase, Endonuklease, Transaktivator, Tumorsuppressor*, Genomintegration
Rep52,Rep40-- 52, 40 Im Zytoplasma; Helikase; Verpackung der DNA
Parvovirusproteine
*Fördert Apoptose; Stabilisiert RB105/E2F Komplexe
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Parvovirus: Genomreplikation (Modell)
Aus”Molekulare Virologie”, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 20.1, Abb. 20.2.
Trs: terminal resolution site;Erkennungssequenz für Spaltung durch NS1/Rep 78 Endonuklease
Auffaltung durch Helikaseaktivitätvon NS1/Rep78
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
AAV: Latente Phase
Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,
Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Appendix, Fig. 11.
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;
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
AAV: Produktive Replikation
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.
Principles of Virology, 2004. Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Pathogenität von Parvovirus B19für Menschen
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;
Adenoviridae/Parvoviridae
Ruth Brack-Werner; SS 2010Molekulare Virologie
Pathogenität von Parvovirus B19für Menschen
http://www.stanford.edu/group/virus/parvo/2005/B19.html
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