NMR Investigations of the Molecular Regulation of Proteinase 3c from Picorna Viruses

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Die Chymotrypsin-ähnlichen Cystein-Proteinasen 3C spielen eine zentrale Rolle bei der Genexpression und -replikation der Picornaviren und können daher als Ziel antiviraler Therapie dienen. Ihre Bifunktionalität als Proteasen und RNA-bindende Proteine lässt vermuten, dass sie die gegenläufigen und kompetitiven Prozesse der viralen Protein- und RNA-Synthese im viralen Lebenszyklus steuern und möglicherweise als molekulare Schalter in die verschiedenen Schritte dieses Zyklus eingreifen. Atomare Details der Bindung picornaviraler RNA an Proteinase 3C sind bisher unbekannt. Insbesondere ist die gegenseitige Beeinflussung von RNA-Bindung und Bindung von Liganden im aktiven Zentrum unerforscht. Mit NMR-Experimenten soll die Bindung viraler RNA und von Liganden für das aktive Zentrum an Proteinase 3C untersucht werden. Zuerst soll die RNA-Bindungsstelle mit atomarer Auflösung lokalisiert werden, wobei auf bekannte Kristallstrukturanalysedaten zurückgegriffen werden kann. Darauf aufbauend werden mögliche allosterische Interaktionen zwischen RNA- und Ligandenbindung untersucht. Mit weiteren NMR-Experimenten sollen die bioaktiven Konformationen und die Bindungsepitope der Liganden ermittelt werden. Komplementär zu den NMR-Studien werden thermodynamische und kinetische Parameter der Bindungsreaktionen mit Hilfe von Oberflächenplasmonresonanz ermittelt. Da auch in anderen Viren wie z.B. dem Hepatitis C oder dem Adenovirus Nukleinsäure-bindende Proteasen aktiv sind, werden die gewonnenen Erkenntnisse von allgemeinem virologischen Interesse sein.