Ärzte Zeitung online, 06.08.2010

Besondere Struktur machte Schweinegrippe-Virus erfolgreich

Austausch von Aminosäure glättet Delle in Struktur viraler Polymerase

TOKIO (hub). Das pandemische Schweinegrippe-Virus war so erfolgreich, weil es sich in zwei wesentlichen Punkten von anderen Influenzaviren unterscheidet. Das haben biochemische und Strukturuntersuchungen des H1N1-Virus ergeben.

Besondere Struktur machte H1N1 erfolgreich

Fotogene H1N1-Viren: hier digital eingefärbt und hochaufgelöst unter einem Transmissionselektronenmikroskop.

© Cynthia Goldsmith / CDC

Influenzaviren können sich wie alle anderen Viren nur mit Hilfe der biochemischen Maschinerie der Wirtszelle vermehren. Dazu sind aber auch Proteine des Virus nötig. Ein wichtiges Enzym von Influenzaviren ist dabei die Polymerase-Untereinheit PB2. Dieses Enzym "stiehlt" quasi einen Proteinkomplex der Wirts-mRNA, den nukleären Cap-Binding-Komplex am 5‘-Ende der mRNA, und hängt ihn in einem enzymatischen Prozess an die virale RNA. Erst so sind die Replikation der Virus-RNA und letztlich deren Translation möglich.

Damit der aviären PB2 dies in Säugetierzellen gelingt, sind zwei Aminosäuren der PB2 essenziell: ein Lysin an Position 627 und ein Asparagin an Position 701. Davon zumindest ist die Wissenschaft bisher ausgegangen. In der PB2 des pandemischen H1N1-Virus allerdings fehlen diese Aminosäuren. Damit sollte sich das Virus eigentlich nicht in Säugetierzellen vermehren können. Warum es dem neuen H1N1-Virus dennoch gelingt, haben Forscher aus Japan, den USA und weiteren Ländern jetzt herausgefunden (PLoS Pathogens 2010; 6: e1001034).

Das Fehlen dieser beiden Aminosäuren wird im neuen H1N1-Virus nämlich durch den Austausch einer Aminosäure an anderer Stelle kompensiert. Die PB2 des Virus trägt im Gegensatz zu anderen aviären Influenza-A-Viren an Position 591 eine basische Aminosäure. Diese Aminosäure macht die Virusvermehrung in Säugetierzellen erst möglich. Damit unterscheidet es sich deutlich vom H5N1-Virus. Auch ihm Fehlen das Lysin-627 und das Asparagin-701. Dadurch entsteht in der PB2-Struktur von H5N1 eine Delle, das Enzym arbeitet nicht in Säugetierzellen. Im neuen H1N1-Virus ist durch die basische Aminosäure an Position 591 diese Delle nicht vorhanden - das Virus kann sich in Säugetierzellen vermehren.

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