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Das humane Zytomegalievirus (HCMV) gehört zur Familie der beta-Herpesviridae. Bis zu 80% menschlichen Bevölkerung sind weltweit mit dem Virus infiziert. Nach einer meist asymptotischen Erstinfektion persistiert HCMV lebenslang in seinem Wirtsorganismus. Im Laufe der Evolution wurden von einigen Herpesviren verschiedene Strategien entwickelt, um der Antigenprozessierung und damit der zellulären Immunantwort zu entgehen. Das HCMV-Protein US6 blockiert die Antigenpräsentation via MHC I. US6 ist ein ER-ständiges Typ I Transmembranglykoprotein bestehend aus einer Signalsequenz, einer ER-luminalen Domäne, einer Transmembranhelix und einem kurzen zytoplasmatischen C-Terminus. US6 inhibiert den TAP-abhängigen Peptidtransport aus dem Zytoplasma in das ER-Lumen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die ER-luminale Domäne von US6 bestehend aus der Primärsequenz 20-146 heterolog in E. coli exprimiert und aus inclusion bodies rückgefaltet. Das rückgefaltete Protein erwies sich als Monomer (15,6 kDa). Die in der ER-luminalen Domäne befindlichen acht Cysteine bilden ein intramolekulares Netzwerk aus vier Disulfidbrücken. Zur Aufklärung des molekularen Inhibitionsmechanismus von US6(20-146) wurden verschiedene in vitro TAP-Funktions-Assays angewendet. Die Bindung von US6 an die ER-luminalen Bereiche von TAP blockiert die ATP-Bindung in den zytoplasmatischen NBD des Transporters. Die Peptid- und ADP-Bindung von TAP ist nicht beeinflusst, durch die Inhibition der ATP-Bindung wird jedoch die Peptid-induzierte ATP-Hydrolyse unterbunden. Für die Inhibitionsreaktion konnte ein halbmaximaler Inhibitionskoeffizient (IC50) von 1 µM ermittelt werden. Für die inhibitorische Aktivität von US6 sind die C-terminalen Aminosäuren 126-139 der ER-luminalen Domäne von US6 verantwortlich. Die innerhalb dieser Region befindlichen Aminosäuren Cys127, Cys129, D130, W134 und R138 wurden gegen Serin bzw. Alanin ersetzt. Dies hatte keine Auswirkung auf die Aktivität von US6(20-146). Auch ist der N-Terminus von US6 nicht essentiell für die Aktivität.
The transporter associated with antigen processing (TAP1/2) translocates cytosolic peptides of proteasomal degradation into the endoplasmic reticulum (ER) lumen. A peptide-loading complex of tapasin, major histocompatibility complex class I, and several auxiliary factors is assembled at the transporter to optimize antigen display to cytotoxic T-lymphocytes at the cell surface. The heterodimeric TAP complex has unique N-terminal domains in addition to a 6 + 6-transmembrane segment core common to most ABC transporters. Here we provide direct evidence that this core TAP complex is sufficient for (i) ER targeting, (ii) heterodimeric assembly within the ER membrane, (iii) peptide binding, (iv) peptide transport, and (v) specific inhibition by the herpes simplex virus protein ICP47 and the human cytomegalovirus protein US6. We show for the first time that the translocation pore of the transporter is composed of the predicted TM-(5-10) of TAP1 and TM-(4-9) of TAP2. Moreover, we demonstrate that the N-terminal domains of TAP1 and TAP2 are essential for recruitment of tapasin, consequently mediating assembly of the macromolecular peptide-loading complex.
