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Charakterisierung zellulärer Interaktionsproteine des Nebenkapsidproteins L2 humaner Papillomviren

Hops, Diana

English Title: Characterization of human papillomavirus minor capsid protein L2 cellular interaction partners

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PDF, German
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Abstract

Papillomviren sind weit über das Wirbeltierreich verbreitet. Beim Menschen wurden bereits etwa 100 verschiedene Papillomvirus-Typen charakterisiert. Diese lassen sich aufgrund genetischer oder klinischer Merkmale in verschiedene Gruppen klassifizieren. Eine besondere Bedeutung kommt einigen onkogenen Papillomviren zu, die sich für die Entstehung des Zervixkarzinoms verantwortlich gezeigt haben. Die Erkrankung ist weltweit als zweithäufigste Krebsart bei Frauen von größter Bedeutung. Impfstoffe auf der Basis des Hauptkapsidproteins L1 befinden sich in Entwicklung beziehungsweise sind bereits zugelassen. Das Kapsid des Virus besteht aus 360 Kopien L1 in Pentameren sowie wahrscheinlich 12 Kopien des Nebenkapsidproteins L2. L2 zeigt unter Anderem regulatorische Funktionen bei der spezifischen Erkennung der Wirtszellen und ist essentiell für die Infektiösität der Virionen. Nach der Infektion rekrutiert L2 die virale DNA in den Zellkern und ist wichtig für die Verpackung der DNA und die Reifung infektiöser Viruspartikel. Es wurden in vorangehenden Arbeiten zelluläre Proteine identifiziert, die mit L2 verschiedener Papillomvirus-Typen interagieren. Zwei dieser Proteine waren PLINP und PMSP. PLINP ist ein mit L2 in Assoziation zu PODs (pml oncogenic domains) interagierendes Protein, welches ubiquitär in Zelllinien und Geweben transkribiert wird und dessen Expression bei diversen Tumoren verändert ist. Im Laufe dieser Arbeit wurden Studien veröffentlicht, die PLINP als negativen Regulator des Zellzyklus und des Zellwachstums charakterisieren. Das zytoplasmatische PMSP wird durch L2 in PODs rekrutiert und wurde bisher nicht weitergehend charakterisiert. Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung von PLINP und PMSP in Bezug zu ihrer zellulären Funktion sowie zum Lebenszyklus des humanen Papillomvirus. Potentielle Interaktionspartner von PLINP und PMSP wurden mittels des Yeast Two- Hybrid-Verfahrens aus einer humanen Keratinozyten-cDNA-Bibliothek identifiziert und ihre subzelluläre Lokalisation analysiert. Dabei konnte ein Zusammenhang zwischen TIN-Ag-RP als Interaktionspartner von L2, PLINP und PMSP aufgeklärt werden, der möglicherweise auf einen funktionalen Komplex hindeuten könnte. Ein weiterer Interaktionskomplex, der identifiziert werden konnte, besteht zwischen PLINP, eIF3, COP9 Signalosom und dem Proteasom. Eine Analyse der subnukleären Lokalisation konnte zeigen, dass PLINP in der Zelle sehr wahrscheinlich nicht nur in PODs, sondern auch partiell mit Mitochondrien assoziiert vorliegt. Es gab keinen Hinweis auf eine SUMOylierung oder eine andere posttranslationale Modifikation des Proteins, obwohl diese vorzuliegen schien. Es war jedoch möglich, eine Interaktion zu dem POD-lokalisierten Protein Daxx aufzuzeigen und die entsprechenden Interaktionsbereiche in der Sequenz von PLINP und Daxx durch Deletionsanalysen einzugrenzen. L2 kann dabei den Effekt der veränderten Lokalisation von PLINP bei einem Daxx-knockout teilweise revidieren. Eine PLINP-RNA-Interferenz führt zu einer erhöhten Infizierbarkeit von Zellen mit HPV16 Pseudovirionen, hat aber keinen Einfluss auf die Expression oder Lokalisation der Kapsidproteine L1 und L2. Die antivirale Aktivität von PLINP scheint auch nicht durch eine Anlagerung des Proteins an virale Partikel verursacht zu werden.

Translation of abstract (English)

Papillomaviruses are widespread viruses of higher vertebrates. Already there are around 100 different human papillomaviruses described. The classification of this diverse group of viruses is based on either genetic or clinical characteristics. Of special importance are some oncogenic papillomaviruses, which are responsible for the development of cervical carcinoma. This type of cancer is the second most common cancer in women worldwide. A vaccination on the basis of the major capsid protein L1 is in development or rather accredited. The virus capsid consists of 360 copies of the major capsid protein L1 assembled in pentameres as well as probably 12 copies of the minor capsid protein L2. L2 fulfills many important functions in the viral life cycle. It has regulatory functions in the specific recognition of the target cells and is essential for the infectibility of the virions. After infection, L2 recruits the viral DNA into the cell nucleus and is necessary for packaging of the viral DNA and the maturation of infectious particles. In recent studies cellular proteins have been identified which interact with L2 of different papillomavirus types. Two of these proteins are PLINP and PMSP. PLINP is a L2 interacting protein which associates with PODs (pml oncogenic domains) and is ubiquitously expressed in many cell lines and tissues and its level of expression is altered in many tumors. During this thesis a study was published, in which PLINP was characterized as a negative regulator of the cell cycle and proliferation. The cytoplasmic PMSP is recruited into PODs by L2 and has not been further characterized. The aim of this study was the characterization of PLINP and PMSP in the context of their cellular function and their relationship to the life cycle of the human papillomavirus. Potential interaction partners of PLINP and PMSP have been identified through a yeast two-hybrid screening of a human keratinocyte-cDNA libary and were analyzed by the study of their subcellular localization. In this context a connection between TIN-Ag-RP as an interaction partner of L2, PLINP and PMSP could be demonstrated, which gives a possible hint to a functional complex. Another putative complex, which was characterized, consists of PLINP, eIF3, the COP9 signalosome and the proteasome. The analysis of the subcellular localization was able to show, that PLINP is not only associated with PODs but also partially to mitochondria. Even if a posttranslational modification is likely, there was no evidence for a SUMOylation or phosphorylation of the protein. However, an interaction with the POD-associated protein Daxx was shown and the domains for the interaction in the sequence of PLINP and Daxx have been narrowed by the analysis of deletion mutants. L2 is able to revise the altered localization of PLINP due to a knockout of Daxx. A gene silencing of PLINP leads to an enhancement of cell infectibility with HPV16 pseudovirions, but had no effect on the localization or expression of the viral capsid proteins L1 and L2. Also there is no hint for an attachment of PLINP to the viral particles.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Müller, PD Martin
Date of thesis defense: 30. October 2006
Date Deposited: 02. Nov 2006 14:56
Date: 2006
Faculties / Institutes: Service facilities > German Cancer Research Center (DKFZ)
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: Gebärmutterhalskrebs
Uncontrolled Keywords: Papillomviren , PODs , ND10 , PLINP , HPVpapillomavirus , PODs , ND10 , PLINP , HPV
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