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Adenoviridae/Parvoviridae

Ruth Brack-Werner; SS 2008Molekulare Virologie

Adenoviridae

“Spezies”

GeneraWirtsorgansimen:B: BovineC: canineD: duckE :equineF: fowlFr:frogH: humanM: murineO: ovineP: porcinePo: possumSn: snakeT: turkeyT: tree shrew



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;



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



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



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.



Adenovirus:Genom und Transkripte

Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 67, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 67-3



Sehr frühe (immediate early) virale Proteine

Rb105;Trans-Repressor; Immortalisation, Transformation

Phosphoryliert26

Aktiv bei DNA Synthese; vermindert zytopathogene Effekte

Phosphoryliert 20

p53Transformation zusammen mit E1A;Fördert Export von viralen mRNAs für Translation von späten Proteinen vom Zellkern zum Zytoplasma (zusammen mit E4/34 kD)

Phosphoryliert55

E1B

TFIID (=TBP); andere TFs

Rb105;

Trans-Aktivator der Transkription früher viraler Gene (E2.E3.E4) und zelluläre Gene; Immortalisierung; Transformation (gemeinsam mit E1B)

Phosphoryliert40

E1A

Zelluläre Interaktionspartner (Bsp)

FunktionenModifikation/Grösse (kD)

Transkrip-tionseinheit/Protein



Frühe (Early) virale Proteine (I)

Vorläufer des Terminalen Proteins;Kovalent am 5’-Ende der viralen DNA gebunden; “Priming” bei der Initiation der DNA Synthese;

E2B:80

E2

DNA Polymerase.140E2

Aktiv bei DNA Replikation; bindet Einzelstrang DNA

E2A: Phosphoryliert72

E2


Transkrip-tionseinheit



Adenovirus-Genomreplikation (I)

Veresterung von Serin in 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.



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



Frühe (Early) virale Proteine (II)

Wirkt als Mitogen: Interagiert mit EGF Rezeptor und fürdert Proliferation der Zelle;

10,4E3

Verringerung der Anzahl MCH-I Moleküle auf der Zelloberfläche;

Glykosyliert19

E3

Reduziert die Empfindlichkeit für Zellyse durch TNFα. .

14,7E3

“Akzessorische Proteine”; Fördern persistente Infektion;

34E3


Transkrip-tionseinheit/Protein



Frühe (Early) virale Proteine (II)

Bindung an Kernmatrix.10E4

Interaktion und Aktivierung von E2F;17E4

Proteinkinase; Phosphorylierung von zellulären (z.B. AP-1) und viralen (E1A) Proteinen;

14E4

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)

34E4


Transkrip-tionseinheit

1-4: Kontakt mit Integrine auf Zelloberfläche (Integrine); Endozytose des Virus;Transport von Protein-assoziierter DNA in den Zellkern;

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.



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;



Adenovirus-assoziierte Krankheiten

Engler, 2005 www.microbio.uab.edu/Dental-Opt/ Lectures/engler102405.pdf



Humane Adenoviren:Serotypen




Übertragungswege von Adenoviren




Verlauf der Adenovirus Infektion




Parvoviridae

http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/335/Parvoviruses.html

MenschMensch



Parvoviridae


Dependoviruspartikel:

Ca. 20 nm Durchmesser

Adenoviruspartikel:

Ca. 90 nm Durchmesser



Parvoviridae: Genom


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.



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)



Im Zytoplasma; Helikase; Verpackung der DNA -- 52, 40Rep52,Rep40

Helikase, ATP-ase, Endonuklease, TransaktivatorHelikase, Endonuklease, Transaktivator, Tumorsuppressor, Genomintegration

7178

NS1Rep78

?Helikase, Endonuklease, Transaktivator, Tumorsuppressor*, Genomintegration

1168

NS2Rep68

Kapsidproteine83 8758 62

73

VP1VP2VP3

FunktionenGrösse (kD)B19 AAV-2

Proteine

Parvovirusproteine

*Fördert Apoptose; Stabilisiert RB105/E2F Komplexe



Parvovirus Genom Replikation

Aus”Molekulare Virologie”, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 20.1, Abb. 20.2.

Trs: terminal resolution site;Erkennungssequenz für NS1/Rep 78 Endonuklease

Auffaltung durch Helikaseaktivitätvon NS1/Rep78



AAV: Latente Phase


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;



AAV: Produktive Replikation

9. Infektion m. Adenovirus (= Helfervirus);

10. Synthese der Adenovirus “early”Proteine;

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.




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;



Pathogenität von Parvovirus B19für Menschen

http://www.stanford.edu/group/virus/parvo/2005/B19.html

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