Die Rolle der Interaktion des zellulären Koaktivators p300 mit den E2- und E6-Proteinen von Papillomviren bei der Regulation der viralen Genexpression

Abstract

Papillomviren (PV) infizieren die Basalzellen der Haut oder Schleimhaut und induzieren dort die Bildung gutartiger Tumoren, die bei Infektion mit gewissen PV-Typen maligne entarten können. Das humane PV Typ 8 (HPV8) gehört zu den Hochrisiko-PV, die mit der seltenen Hautkrankheit Epidermodysplasia verruciformis assoziiert sind. In dieser Studie wurde die Rolle des zellulären Koaktivators p300 bei der Regulation der HPV8-Genexpression durch das virale E2- und E6-Protein untersucht. Hierbei wurde erstmals eine direkte Interaktion des Transkriptionsregulators E2 von HPV8 (8E2) mit p300 bewiesen. In transienten Transfektionsanalysen konnte die moderate Aktivierung des späten Promotors von HPV8 durch geringe 8E2-Konzentrationen nach Koexpression von p300 um den Faktor sieben stimuliert werden. Der Synergismus von 8E2 und p300 könnte eine Rolle bei der differenzierungsabhängigen Aktivierung der PV-Genexpression spielen, da immunhistochemische Färbungen von Hautschnitten zeigten, dass die Expression von p300 in den differenzierten oberen Epithelschichten induziert wird. Die Kooperation mit p300 blieb auch erhalten, nachdem entweder die E2-Bindestellen innerhalb der nicht-kodierenden Region von HPV8 oder die DNA-bindende Domäne (DBD) von 8E2 mutiert wurden, so dass 8E2 auch über Protein-Protein-Interaktionen an den Promotor rekrutiert werden könnte. Transiente Transfektionsanalysen demonstrierten, dass die Aktivierungsdomäne (AD) von 8E2 für den Synergismus mit p300 ausreichend und notwendig ist, obwohl sie in vitro nur schwach an p300 bindet. Die Hinge und die DBD von 8E2 interagierten vergleichsweise stärker mit p300 und deren Fusion an eine heterologe AD zeigte in transienten Transfektionsanalysen eine Beteiligung der Hinge und/oder der DBD an der Kooperation mit p300. Das Onkoprotein E6 von HPV8 (8E6) kann die 8E2- und p300-vermittelte Aktivierung weiter stimulieren. Im Gegensatz dazu führt das onkogene E6 von HPV16 (16E6), das die Schleimhaut infiziert und sehr häufig in Zervix-Karzinomen gefunden wird, zu einer starken Repression. Die gegensätzlichen Effekte der beiden E6-Proteine auf die Modulation der Transkription wurden in dieser Arbeit analysiert. Beide Proteine scheinen identisch an zwei zentrale Domänen von p300 zu binden, von denen eine innerhalb der Aminosäuren 1789-1814 liegt und mit der Binderegion von 8E2 überlappt. Das zuvor definierte TRAM-Modul von p300 (As 1770-1788), das als Interaktionsort für 16E6 vermutet wurde, war für die Bindung von 8E2, 8E6 und 16E6 nicht notwendig. Da wegen des vergleichbaren Bindemusters der beiden E6-Proteine an p300 eine kompetitive Bindung mit 8E2 als Mechanismus für die Repression durch 16E6 unwahrscheinlich erschien, wurden die transkriptionsmodulierenden Funktionen der beiden E6-Proteine näher untersucht. Für 8E6 erwies sich die C-terminale Hälfte als ausreichend für die Koaktivator-Funktion, die mit einer Bindung an p300 in vitro korrelierte. Innerhalb von 16E6 konnten zwei voneinander unabhängige Repressionsdomänen identifiziert werden. Eine befindet sich im C-Terminus, korreliert ebenfalls mit einer Bindung an p300 und benötigt zusätzlich die vier C-terminalen Aminosäuren, die als Motiv für die Bindung an PDZ-Proteine bekannt sind. Für diese Region wurde hier erstmals eine transkriptions-modulierende Funktion gezeigt. Die zweite reprimierende Funktion lokalisiert im N-Terminus, agiert nur in Gegenwart der C-terminalen Hälfte und ist unabhängig von E6-AP