TY  - THES
A1  - Kuß, Andreas
T1  - Untersuchungen zur CD40 induzierten Expression von A1 in B-Lymphozyten der Maus
T1  - Investigations concerning the CD40 induced expression of A1 in murine B lymphocytes
N2  - Stimulation von unreifen B-Lymphozyten der Maus über den Antigenrezeptor führt zu Wachstumsstopp und Apoptose. Eine gleichzeitige Stimulation über CD40 bewirkt die Aufrechterhaltung der Proliferation und schützt die Zellen vor programmiertem Zelltod. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass Stimulation über CD40 die Genexpression von A1 - einem antiapoptotischen Mitglied der Bcl2-Proteinfamilie - in primären B-Lymphozyten aus Mäusen anregt. Die CD40 Abhängigkeit der A1 Expression wurde in WEHI 231 Lymphomzellen, einem Modellsystem für unreife B-Lymphozyten, bestätigt. Um das Potential von A1 in den BZR-abhängigen Prozessen Wachstumsstopp und Apoptose zu untersuchen, wurden WEHI 231 Zellen mit A1 transduziert. Die cDNA von A1 wurde mittels rekombinanten, replikationsdefekten Retroviren eingeschleust. Positive Populationen wurden über chimäre Marker aus Gelbfluoreszenzprotein und Zeocin Resistenzprotein, deren Expression über eine "internal ribosomal entry site" (IRES) an die Expression des Testgens gekoppelt war, selektioniert. Nach Stimulation der A1 transduzierten Zellen über den BZR wiesen diese eine größere Überlebensrate auf als Zellen der entsprechenden Kontrollpopulation. Dabei hatte die konstitutive Expression von A1 jedoch keinerlei Einfluß auf den durch BZR Stimulation hervorgerufenen Zellzyklusarrest. Dieses Ergebnis erklärt sich durch die Tatsache, dass A1 alleine nicht in der Lage war, die durch den BZR negativ regulierte Expression von c-myc RNA zu verhindern. Auch der BZR-abhängige Aktivitätsverlust eines NFkB-abhängigen Luciferasereporters wurde durch A1 alleine nicht verhindert. Die Überexpression von induzierbarem cMyc-ER in A1 transduzierten Zellen, um damit durch parallele Induktion des ektopischen cMyc-ER den BZR-induzierten Verlust von cMyc auszugleichen, führte nicht zur Wiederherstellung der Proliferationsfähigkeit dieser Populationen. Ektopisches cMyc-ER hatte im Gegenteil selbst eine proliferationshemmende und apoptotische Wirkung, die von A1 unbeeinflusst blieb. Untersuchungen zur Funktionsweise von A1 zeigten, dass es den Abbau des Caspasesubstrates Poly-ADP-Ribose-Polymerase (PARP), die Aktivierung der Caspase 7, aber auch die Freisetzung radikalischer Sauerstoffverbindungen aus den Mitochondrien unterdrückte. Das CD40-Signal scheint sich also oberhalb von A1 in zwei Hauptkomponenten aufzuteilen, wovon eine die Proliferationsfähigkeit aufrecht erhält, während die andere das Überleben der Zellen sichert. A1 ist allem Anschein nach für letztere von zentraler Bedeutung.
N2  - Engagement of the antigen receptor on murine immature B lymphocytes leads to growth arrest followed by apoptosis. Concomitant signalling through CD40 rescues the cells from apoptosis and sustains proliferation. It is shown here, that in primary murine B cells crosslinking of CD40 stimulates the expression of A1, an anti-apoptotic member of the Bcl-2 family. CD40 dependent stimulation of A1 was confirmed in WEHI 231 cells, an immature B cell lymphoma line. WEHI 231 cells were transduced with A1 and a chimeric selection marker comprising the enhanced yellow fluorescent protein and the zeocin resistance protein via recombinant replicationdefective retroviruses. Expression of A1 and marker proteins was coupled through an internal ribosomal entry site. A1 transduced WEHI 231 cells showed a significantly enhanced survival rate after engagement of the antigen receptor whereas constitutive expression of A1 did not abrogate c-myc downregulation and activity-loss of a NFkB-dependent luciferase reporter, both of which were induced by BCR-crosslinking. Expression of inducible cMyc-ER in A1 transduced cells did not restore proliferation in these populations. In contrast, upon induction cMyc-ER itself caused growth arrest and apoptosis of these cells despite the presence of A1. Studies of functional properties of A1 revealed that it was able to suppress BCR-induced degradation of the caspase substrate PARP as well as activation of Caspase 7. The generation of reactive oxigen species, a further consequence of BCR signalling, was also significantly reduced by A1. Taken together these result suggest that upstream of A1 the CD40 signal is divided into two major components, one of which is responsible for the upkeep of proliferation whereas the other secures cell survival. It seems that for the latter A1 is of major importance.
KW  - Apoptosis
KW  - B-Lymphozyt
KW  - Proteasen
KW  - CD40
KW  - Bcl-2
KW  - Unreife B-Zelle
KW  - Apoptose
KW  - Wachstumsstopp
KW  - Caspasen
KW  - CD40
KW  - bcl-2
KW  - Immature B cell
KW  - Apoptosis
KW  - Growth Arrest
KW  - Caspases
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-1669
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hegyi, Annette
T1  - Charakterisierung der Substratspezifität coronaviraler 3C-like-Proteasen
T1  - Characterization of the substrate specifity of coronaviral 3C-like proteases
N2  - Coronaviren sind mit einer Genomgröße von 27-32 kb die größten bekannten RNA-Viren. Sie infizieren ein breites Spektrum von Vertebraten und führen zu beträchtlichen wirtschaftlichen Schäden in der Tierzucht. Eine zentrale Regulationsebene im coronaviralen Lebenszyklus stellt die proteolytische Prozessierung dar. Sie führt zur Freisetzung der einzelnen funktionellen Proteinkomponenten des Replikationskomplexes. Eine Schlüsselfunktion in diesem Prozess haben die viruskodierten 3C-like-Proteasen, die aus diesem Grund attraktive Zielmoleküle für die Entwicklung anticoronaviraler Therapien darstellen. Eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung effektiver und selektiver Inhibitoren stellt die biochemische und strukturelle Charakterisierung der Coronavirus-3C-like-Protease (3CLpro) dar. In der vorliegenden Arbeit wurde die Substratspezifität der coronaviralen 3C-like-Proteasen in vitro untersucht. Dazu wurden zunächst fünf verschiedene coronavirale 3C-like-Proteinasen (FIPV-, TGEV-, HCoV-, MHV- und IBV-3CLpro) rekombinant als MBP-3CLpro-Fusionsproteine in E.coli exprimiert. Die 3CLpro-Domäne des felinen Coronavirus FIPV wurde dabei erstmals kloniert und sequenziert. Die abgeleitete Aminosäuresequenz der FIPV-3CLpro wurde mit der anderer coronaviraler 3C-like-Proteasen verglichen und ergab eine außerordentlich enge phylogenetische Verwandschaft von FIPV und TGEV. Die MBP-Fusionsproteine wurden affinitätschromatographisch aufgereinigt und die authentischen 3C-like-Proteasen durch die Abspaltung des MBP mittels Endoproteinase Faktor Xa freigesetzt. Alle gereinigten 3C-like-Proteasen zeigten Transspaltungsaktivität gegenüber synthetischen Peptiden und konnten somit für die biochemische Charakterisierung verwendet werden. Kompetitive Spaltungsassays mit den 3C-like-Proteasen von HCoV, TGEV und MHV und synthetischen Peptiden, die verschiedene Spaltstellen im coronaviralen Replikasepolyprotein repräsentieren, ergaben eine Schnittstellenhierarchie, die über Speziesgrenzen hinweg konserviert ist. Übereinstimmend konnte für die HCoV-, TGEV- und MHV-3C-like-Protease gezeigt werden, dass die die 3CLpro flankierenden Schnittstellen am effektivsten hydrolysiert werden. Diese Daten lassen auf eine frühzeitige (möglicherweise kotranslationale) Freisetzung der 3C-like-Protease aus dem viralen Polyprotein schließen, die eine weitgehend in trans erfolgende Prozessierung der viralen Polyproteine zur Folge hätte. Interessanterweise wurde das die aminoterminale HCoV-3CLpro-Schnittstelle repräsentierende Peptid von allen getesteten coronaviralen 3C-like-Proteasen überaus effektiv gespalten, so dass diese Sequenz als Grundlage für die Entwicklung eines für Coronaviren universellen Substrates in einem sensitiven, kontinuierlichen Assay für Coronavirus-3C-like-Proteasen dienen konnte. Dieser auf einem fluorogenen Substrat basierende Assay erweitert das Spektrum der bisher verfügbaren analytischen Methoden zur Charakterisierung der coronaviralen 3C-like-Proteasen und könnte in modifizierter Form auch für andere virale Proteasen verwendet werden. Eine initiale Charakterisierung mit klassenspezifischen Inhibitoren zeigte die Eignung des Assays für ein high throughput screening (HTS) nach potentiellen 3CLpro-Inhibitoren, das eine wichtige Technik der pharmazeutischen Industrie für die schnelle und effiziente Suche und Optimierung relevanter Verbindungen darstellt. Für das rationale Design 3CLpro-spezifischer Inhibitoren ist die Kenntnis der dreidimensionalen Struktur essentiell. Von besonderem Interesse ist dabei die Aufklärung der strukturellen Grundlagen der Substratspezifität. Auf der Suche nach coronaviralen 3C-like-Proteasen mit guten Kristallisationseigenschaften wurden im Rahmen dieser Arbeit für die FIPV- und TGEV-3CLpro Reinigungsprozeduren etabliert, die zu hochgereinigten Proteinen mit relativ guten Kristallisationseigenschaften führten, die gute Voraussetzungen für eine röntgenkristallographische Strukturanalyse schaffen.
N2  - With genome sizes between 27,000 and 31,000 nucleotides, coronaviruses are the largest RNA viruses known to date. They infect a broad range of vertebrates and cause considerable economic losses in animal breeding. Proteolytic processing of large polyprotein precursors generates the individual functional subunits of the replication complex and thus represents a central regulatory mechanism in the replication cycle of coronaviruses. In this process, the coronavirus 3C-like proteases play a key role and, for this reason, they represent ideal targets for the design of inhibitors to control coronavirus infections. To develop effective and selective enzyme inhibitors, a comprehensive biochemical and structural characterization of the 3C-like protease (3CLpro) is required. In this study, the substrate specificities of coronaviral 3C-like proteases were characterized in vitro. To this end, five different 3C-like proteases (from FIPV, TGEV, HCoV-229E, MHV und IBV) were recombinantly expressed as fusion proteins with the Escherichia coli maltose-binding protein. The complete coding region of the FIPV 3C-like protease was cloned and sequenced for the first time. Upon comparison of the deduced amino acid sequence with the replicase polyprotein sequences of other coronaviruses a close phylogenetic relationship between FIPV and TGEV was revealed. The MBP-3C-like protease fusion proteins were purified by affinity chromatography and the authentic 3C-like proteases were released from the fusion protein by factor Xa cleavage. All recombinant proteases were shown to be active in synthetic peptide-based trans-cleavage assays and, thus, they were suitable for further biochemical characterization. Competition experiments using the purified 3C-like proteases of HCoV, TGEV and MHV, respectively, and peptide substrates representing pp1a/pp1ab cleavage sites revealed a specific ranking of cleavage sites. This ranking proved to be conserved among coronaviruses. The data consistently showed that the sites which flank the 3C-like proteases are most effectively cleaved. It thus seems reasonable to conclude that the release of 3CLpro from the viral polyprotein may be an early, possibly cotranslational step in the pp1a/pp1ab processing pathway. If this hypothesis is correct, most 3CLpro-mediated cleavages would occur in trans. Interestingly, the peptide substrate containing the aminoterminal HCoV 3CLpro cleavage site was cleaved very efficiently by all the coronaviral 3C-like proteases tested in this study. Therefore, the sequence of this peptide was used to develop a universally applicable, sensitive fluorometric assay suitable for the characterization of coronavirus 3C-like proteases and the identification and evaluation of inhibitors. This peptide-based fluorogenic assay not only significantly extends the spectrum of analytical methods in the characterization of coronavirus 3C-like proteases but, in a modified form, could also be applied for other viral proteases. The initial characterization of this novel assay using class-specific protease inhibitors demonstrated its suitability for high-throughput screening (HTS) applications which are widely used in the pharmaceutical industry to identify inhibitory lead compounds from large compound libraries generated by combinatorial chemistry. Structural information is essential for the rational design of 3CLpro-specific inhibitors. In this respect, the elucidation of the structural basis for subrate recognition is of particular interest. In an attempt to identify coronaviral 3C-like proteases with favourable crystallization properties, protocols for the purification of the FIPV and TGEV 3C-like proteases were developed in this study. The established methods proved to be suitable to produce large amounts of highly purified enzymes with significantly improved crystallization properties and thus provide a good basis for structure analyses by X-ray crystallography.
KW  - Coronaviren
KW  - Proteasen
KW  - Substratspezifität
KW  - Coronavirale Hauptprotease
KW  - 3C-like-Protease
KW  - Substratspezifität
KW  - Coronaviral main protease
KW  - 3C-like protease
KW  - substrate specifity
Y1  - 2001
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-271
ER  -