Struktur des Influenzavirus und Oberflächenproteine
Influenzaviren gehören zur Familie der Orthomyxoviren und enthalten einzelsträngige, fragmentierte RNA. Die innere Struktur wird durch Ribonukleoprotein gebildet, das von einem Matrixprotein M1 umgeben ist. Die äußere Lipidmembranhülle (Superkapsid) enthält Oberflächenglykoproteine, die den Virustyp bestimmen und als Antigene wirken.
Die wichtigsten Oberflächenstrukturen sind:
- Hämagglutinin (H) — vermittelt die Adhäsion des Virions an Sialinsäuren der Epithelzellen der Atemwege.
- Neuraminidase (N) — spaltet die Bindungen des Hämagglutinins zu den zellulären Rezeptoren, wodurch das Virus eindringen und sich nach der Replikation freisetzen kann.
Adsorption, Penetration und die Rolle des M2-Proteins
Der Infektionsprozess beginnt mit der Anheftung des Virus an die Zielzelle durch die Wechselwirkung von Hämagglutinin mit Sialinsäuren. Anschließend dringt das Virion durch Endozytose in die Zelle ein und bildet ein Endosom.
Innerhalb des Endosoms wird das Milieu angesäuert. Wasserstoffionen dringen durch den Protonenkanal, der durch das M2-Protein gebildet wird, in das Viruspartikel ein. Dieser Prozess führt zur Dissoziation des Matrixproteins und der Ribonukleoproteine – es erfolgt eine Deproteinisierung und die virale RNA gelangt in das Zytoplasma.
Das pharmakologische Präparat Rimantadin blockiert selektiv die M2-Ionenkanäle, was die Ansäuerung des Virions und sein „Uncoating“ verhindert.
Intrazelluläre Synthese, Assembly und Freisetzung von Virionen
Die freigesetzte virale RNA wird in den Zellkern der Wirtszelle transportiert, wo mithilfe der viralen RNA-Polymerase die Genomreplikation und Transkription der viralen mRNA stattfinden. Die gebildete mRNA gelangt ins Zytoplasma, wo die benötigten Proteine an den Ribosomen synthetisiert werden.
Die Assemblierung neuer Virionen findet an der Zellmembran statt, wonach die Viruspartikel nach außen abknospen. In der Endphase hält das Hämagglutinin neue Virionen an der Oberfläche der infizierten Zelle fest.
Das Enzym Neuraminidase zerstört diese Bindung und sorgt für die endgültige Ablösung der Viruspartikel. Das Präparat Oseltamivir inhibiert die Neuraminidase und blockiert so die Ausbreitung der Infektion.
M2 – Bärenfalle (wird durch Rimantadin blockiert), Neuraminidase – Schere (schneidet die Verbindung zur Zelle ab, wird durch Oseltamivir blockiert).
Fragen aus Vorlesungen und Prüfungen
Welche Funktion hat das M2-Protein im Influenzavirus?
Das M2-Protein bildet einen spezifischen Ionenkanal in der viralen Hülle. Durch diesen dringen Wasserstoffionen bei der Ansäuerung des Endosoms in das Innere des Virions ein, was den Deproteinisierungsprozess auslöst.
Welches Präparat blockiert die M2-Ionenkanäle und wie ist seine Wirkung?
Rimantadin blockiert die Funktion der M2-Ionenkanäle. Dies stört den Protonentransport in das Virion und verhindert sein „Uncoating“.
Worin besteht die Rolle der Neuraminidase im Lebenszyklus des Virus?
Die Neuraminidase zerstört die Bindung des Hämagglutinins an die Sialinsäuren der Zellmembran. Dies gewährleistet die Ablösung neuer Virionen von der infizierten Zelle und deren Freisetzung zur Infektion weiterer Zellen.
Wo finden Replikation und Transkription des Influenzavirus statt?
Die Prozesse der viralen Genomreplikation und mRNA-Transkription finden im Zellkern der Wirtszelle statt.
Was es zum Thema noch zu wiederholen gibt
- Klassifikation und Struktur der Influenzaviren Typ A, B und C
- Struktur der fragmentierten RNA und der Ribonukleoproteine
- Die Rolle des Matrixproteins M1 in der Virionstruktur
- Mechanismen der Endozytose und Endosomenbildung
- Prozesse der Translation viralen Proteine an den Ribosomen der Wirtszelle
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