Untersuchungen zum Transport und Abbau des HIV-1 Envelope Glykoproteins

Die Expression des HIV-1 Env Glykoproteins wird von verschiedenen
Faktoren beeinflußt, die sowohl auf die Env mRNA als auch auf das
Glykoprotein wirken. Diese Faktoren verursachen eine sehr
effiziente Suppression des Glykoproteins, weshalb nur ein geringer
Anteil von Env auf der Zelloberfläche exprimiert wird, während der
größte Teil im Endoplasmatischen Retikulum (ER) zurückgehalten und
nachfolgend degradiert wird. In der vorliegenden Arbeit wurden die
auf der Proteinebene wirksamen Faktoren untersucht, die die
Expression von Env auf der Zelloberfläche beeinflussen.
Wahrscheinlich aufgrund seiner komplexen Faltung und Modifikation
wird ein ungewöhnlich großer Teil des Env Glykoproteins nicht von
den während der Proteinsynthese bindenden Chaperonen, die
Bestandteile des Qualitätskontrollsystems des ER sind, freigesetzt
und in das Golgi Kompartment transportiert, sondern bleibt im ER
und wird nachfolgend degradiert. In der vorliegenden Arbeit wurde
gezeigt, daß ER-assoziiertes Env ubiquitiniert und nachfolgend von
Proteasomen abgebaut wird. Die extrazelluläre Domäne der gp41
Untereinheit wird monoubiquitiniert, und der ubiquitinierte Anteil
des Glykoproteins befindet sich im Lumen des ER. Da ubiquitiniertes
Env das Molekulargewicht des reifen Proteins aufweist und dessen
extrazelluläre Domäne vollständig das Lumen des ER erreicht, wird
es entweder kotranslational ohne Importstop oder innerhalb des ER
Lumens ubiquitiniert. Die ubiquitinierte Form bleibt mit der
ER-Membran assoziiert und ist auch nach Inhibition der
proteasomalen Degradation nicht im Zytosol nachweisbar, was für
einen gekoppelten Prozeß des retrograden Transports und des
proteasomalen Abbaus spricht. Während des Proteinexports ist
außerdem eine Assoziation mit dem Sec61p Translokon-Protein
nachweisbar, welches beim retrograden Transport mißgefalteter
Proteine eine Rolle spielt. Die proteasomale Degradation von Env
konnte sowohl in vivo als auch mit Hilfe eines in vitro Systems mit
isolierten Mikrosomen und aufgereinigten Proteasomen nachgewiesen
werden. Korrekt synthetisiertes und prozessiertes Env Glykoprotein,
das die ER Qulitätskontrolle erfolgreich passiert hat, wird über
das Golgi Kompartment zur Zelloberfläche transportiert. Dieser
Weitertransport und die Oberflächenexpression des Glykoproteins
wird entscheidend von der zytoplasmatischen Domäne beeinflusst. In
der vorliegenden Arbeit konnten zwei Proteinmotive is1 (aa750 -
763) und is2 (aa764 - 785) identifiziert werden, die sowohl in
einem heterologen, chimären Protein, als auch im gp160 Glykoprotein
zu einer Inhibition der Oberflächenexpression und zur Golgi
Lokalisation führen. Der Mechanismus konntezumindest teilweise auf
eine Internalisierung des auf der Zelloberfläche exprimierten
Proteins zurück-geführt werden.