@phdthesis{Bedenk2018,
  author    = {Bedenk, Kristina},
  title     = {Biochemische und strukturelle Charakterisierung der Genexpressionsmaschinerie des Vaccinia Virus},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-135538},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Die Familie der Pockenviren zeichnet sich durch ein komplexes DNA Genom aus und hat großes medizinisches Potential. Am eindrucksvollsten ist dies f{\"u}r das Vaccinia-Virus (VACV) belegt, welches nicht nur als Pocken-Impfstoff eingesetzt wird, sondern auch als onkolytisches Virus in der Tumorbiologie. VACV hat einen außergew{\"o}hnlichen Replikationszyklus, welcher ausschließlich im Zytoplasma der Wirtszelle stattfindet. Somit ist die gesamte virale Genexpressionsmaschinerie v{\"o}llig unabh{\"a}ngig von kernvermittelten Reaktionen des Wirts und somit auch aus Sicht der Grundlagenforschung von gr{\"o}ßtem Interesse. Die Schl{\"u}sselkomponente der viralen Genexpression ist die makromolekulare DNA-abh{\"a}ngige RNA Polymerase (vvRPO), deren Untereinheiten allesamt Virus-kodiert sind. Zwar wurden in den letzten Jahren Protokolle zur biochemischen und funktionellen Charakterisierung der vvRPO etabliert, ein detailliertes Wissen {\"u}ber deren Zusammenlagerung in vivo und die r{\"a}umlichen und zeitlichen Interaktionen mit den Transkriptions- bzw. Prozessierungsfaktoren sind aber weitgehend unbekannt. Diese Arbeit umfasst Untersuchungen zur strukturellen und funktionellen Charakterisierung der vvRPO und seiner assoziierten Faktoren. Grundlage hierf{\"u}r war die Etablierung eines Reinigungsprotokolls mithilfe eines neu konstruierten rekombinanten VACV (GLV-1h439). Diese Strategie erlaubte es hoch-molekulare native vvRPO Komplexe zu isolieren. Ein transkriptions-inaktiver Komplex (Komplex I) mit einer kalkulierten Masse von 575 kDa bestand aus den acht Untereinheiten des vvRPO Holoenzyms und den Polymerase-assoziierten Faktoren RAP94 und D6. Ein zweiter, transkriptionell aktiver Komplex (Komplex II) mit einer Masse von 803 kDa enthielt, neben dem Holoenzym der vvRPO, noch weitere Faktoren, die prim{\"a}r die Erkennung der DNA-Matrize und die Prozessierung der naszierenden RNA vermitteln. Hierbei handelt es sich um RAP94, das virale Capping Enzym bestehend aus den zwei Untereinheiten D1 und D12, A7 und dem Terminationsfaktor NPH I. Interessanterweise enthielt dieser Komplex zus{\"a}tzlich mit E11 eine bislang unbekannte weitere Protein-Komponente, sowie tRNAGln und tRNAArg. Der isolierte Kompelx II ist daher ein Ribonukleoprotein (RNP). Die Verf{\"u}gbarkeit von hoch-reinen vvRPO Komplexen erlaubte es erstmals deren strukturelle Architektur zu untersuchen. Hierf{\"u}r wurden drei experimentelle Ans{\"a}tze, die klassische R{\"o}ntgenstrukturanalyse, die Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) und Quervernetzungssstudien miteinander kombiniert. Die Strukturen der Komplexe I und II haben eine Aufl{\"o}sung von 11-12 {\AA}, wobei auff{\"a}llig war, dass beide eine markante strukturelle {\"A}hnlichkeit zur eukaryotischen RNA Polymerase II aufwiesen. Dar{\"u}ber hinaus gelang es zus{\"a}tzliche Bereiche im Komplex II zu definieren, welche die Polymerase-assoziierten Prozessierungsfaktoren beherbergen. Zudem konnte die atomare Struktur von E11, mittels R{\"o}ntgenstrukturanalyse bei einer Aufl{\"o}sung von 1,9 {\AA}, gel{\"o}st werden. Das E11 Protein besitzt ein neuartiges Faltungsmuster und weist einen intensiven Dimerisierungskontakt auf, welcher sich {\"u}ber vier ß-Faltbl{\"a}tter ausbildet. Die im Rahmen dieser Arbeit erhaltenen Daten legen die Grundlage f{\"u}r ein detailliertes Verst{\"a}ndnis der r{\"a}umlichen Organisation der viralen Transkriptonsmaschinerie. Dar{\"u}ber hinaus werden sie funktionelle Studien erm{\"o}glichen, welche die Rolle der einzelnen Proteine, sowie der tRNAs bei der mRNA Synthese kl{\"a}ren helfen.},
  subject      = {Vaccinia-Virus},
  language  = {de}
}