Adenoviridae. Genera. Spezies

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1 Adenoviridae Davison AJ et al., 2003, JGenVirol 84, ; 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

2 Adenovirus Merkmale 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;

3 Adenovirus RNA Splicing wurde erstmalig von P.A. Sharp und R.J. Roberts 1977 beschrieben; Nobel-Preis: RNA RNA loops: A, B, C Aus Fields Virology 4 th edition, 2002, Chapter 67, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 67-4

4 Struktur von Adenoviren Hexonprotein Pentonbasisprotein VII Coreprotein Coreprotein Fiberprotein Durchmesser ca nm; unbehüllt gi Ikosaedrische Struktur: 20 Flächen, 12 Ecken; 252 Capsomere: 240 Hexone; 12 Pentone 12 Fiber

5 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, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 19l, Abb

6 Adenovirusgenom: Leserahmen Davison AJ et al., 2003, JGenVirol 84, ; Fig. 1

7 Adenovirus: Genom und Transkripte Aus Fields Virology 4 th edition, 2002, Chapter 67, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 67-3

8 Sehr frühe (immediate early) virale Proteine 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 Rb105; Phosphoryliert 26 E1B Phosphoryliert 55 Phosphoryliert 20 Trans-Repressor; Immortalisation, Transformation Transformation zusammen mit E1A; Fördert Export von viralen mrnas für Translation von späten Proteinen vom Zellkern zum Zytoplasma (zusammen mit E4/34 kd) Aktiv bei DNA Synthese; vermindert zytopathogene Effekte Rb105; p53

9 Frühe (Early) virale Proteine (I) Transkriptionseinheit E2 E2 E2 Modifikation/Grösse (kd) E2A: Phosphoryliert 72 E2B: Funktionen Aktiv bei DNA Replikation; bindet Einzelstrang DNA Vorläufer des Terminalen Proteins; Kovalent am 5 -Ende der viralen DNA gebunden; Priming bei der Initiation der DNA Synthese; DNA Polymerase.

10 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, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 19l, Abb a.

11 Adenovirus-Genomreplikation (II) Elongation; DS mit einem neuen Strang Mit E2A komplexierter Einzelstrang (Elternstrang).; Synthese des zweiten Strangs Aus, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 19l, Abb b.

12 Frühe (Early) virale Proteine (II) Transkriptionseinhei t/protein E3 E3 E3 E3 Modifikation/Grösse (kd) 34 Glykosyliert 19 14,7 10,4 Funktionen Akzessorische Proteine ; Fördern persistente Infektion; Verringerung der Anzahl MCH-I Moleküle auf der Zelloberfläche; Reduziert die Empfindlichkeit für Zellyse durch TNFα.. Wirkt als Mitogen: Interagiert mit EGF Rezeptor und fürdert Proliferation der Zelle;

13 Frühe (Early) virale Proteine (II) Transkriptionseinheit E4 E4 E4 E4 Modifikation/Grösse (kd) Funktionen 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) Interaktion und Aktivierung von E2F; Proteinkinase; Phosphorylierung von zellulären (z.b. AP-1) und viralen (E1A) Proteinen; Bindung an Kernmatrix.

14 1-4: Kontakt mit Rezeptor auf der Zelloberfläche (z.b. CAR = Coxsackie Adenovirus Receptor) sowie mit Ko- Rezeptor (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, Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR, Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Appendix, Fig. 2.

15 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;

16 Adenovirus-assoziierte Krankheiten Engler, Lectures/engler pdf

17 Humane Adenoviren: Serotypen Engler, Lectures/engler pdf

18 Übertragungswege von Adenoviren Engler, Lectures/engler pdf

19 Verlauf der Adenovirus Infektion Engler, Lectures/engler pdf

20 Parvoviridae Mensch Mensch

21 Parvoviridae Dependoviruspartikel: Ca. 20 nm Durchmesser Adenoviruspartikel: Ca. 90 nm Durchmesser

22 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, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 20.1, Abb

23 AAV Gene 2 ORFs: 6 mrna Spezies (3 verschiedene Promotoren; Alternative splice sites)

24 Parvovirusproteine Proteine VP1 VP2 VP3 Grösse (kd) B19 AAV Funktionen Kapsidproteine NS1 Rep78 NS2 Rep Helikase, ATP-ase, Endonuklease, Transaktivator Helikase, Endonuklease, Transaktivator, Tumorsuppressor, Genomintegration? Helikase, Endonuklease, Transaktivator, Tumorsuppressor*, Genomintegration Rep52,Rep , 40 Im Zytoplasma; Helikase; Verpackung der DNA *Fördert Apoptose; Stabilisiert RB105/E2F Komplexe

25 Parvovirus: Genomreplikation (Modell) Auffaltung durch Helikaseaktivität von NS1/Rep78 Trs: terminal resolution site; Erkennungssequenz für Spaltung durch NS1/Rep 78 Endonuklease Aus, Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage, 2003, Spektrum Akademischer Verlag, Kap. 20.1, Abb

26 AAV: Latente Phase 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, Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR, Skalka AM, 2nd edition. ASM Press. Appendix, Fig. 11.

27 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, Flint SJ, Enquist LW, Racaniello VR,

28 Pathogenität von Parvovirus B19 für 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;

29 Pathogenität von Parvovirus B19 für Menschen