The nuclear egress of herpesviruses is a highly conserved process that regulates the nucleocytoplasmic capsid release. For the human cytomegalovirus (HCMV), the nuclear egress complex (NEC) is determined by the core proteins pUL50 and pUL53 that oligomerize, form capsid docking lattices and mediate multicomponent assembly with NEC-associated viral and cellular proteins. The NEC-binding principle is based on the hook-into-groove interaction through an N-terminal hook-like pUL53 protrusion that embraces an α-helical pUL50 binding groove. So far, the function and characteristics of herpesviral core NECs have been well studied and point to pUL50 as the multi-interacting, major determinant of NEC formation and egress. This study provides a closer insight into (i) sequence and structure conservation of herpesviral core NEC proteins, (ii) cross-viral core NEC interactions, (iii) essentiality of pUL50 for viral replication, (iv) establishment of assay systems for antiviral research, and (v) validation of the NEC as an antiviral drug target. On the basis of the nuclear egress being conserved, primary sequences and structures of herpesviral core NEC proteins were compared in detail. This led to the perception that the structures are highly conserved despite of a low sequence identity. To address the question whether the high structural conservation allows cross-viral core NEC interactions, coimmunoprecipitation and confocal imaging experiments were performed, showing that cross-viral interactions were restricted within the herpesviral subfamilies. A central part of this thesis focused on the mechanistic analysis of a recombinant ORF UL50-deleted HCMV (ΔUL50). Surprisingly, the lack of pUL50 did not led to a complete block of viral replication, suggesting that pUL50 may not be absolutely essential. However, distinct experimental settings could show that in absence of pUL50, the production of infectious particles was strongly impaired, which could be rescued using pUL50-complementing cells. While the proteomic composition of the ΔUL50 virus, examined by mass spectrometry analyses, did not substantially differ from wild-type virus, several hints were obtained that the packaging of viral genomes was impaired. Using transmission electron microscopy, the analysis of ΔUL50-infected cells indicated a strong reduction of mature C capsids, but contrarily a strong intranuclear accumulation of immature A capsids at the same time. Additionally, a qPCR-based analysis demonstrated a strong deficiency of particle-packaged viral genomes for ΔUL50. To study the NEC in more detail, especially in view of defining a possible target for antiviral drugs, a nuclear egress assay was developed. This assay facilitates the investigation of NEC-directed antiviral drugs. The suitability of the core NEC as an antiviral drug target was further examined by the use of inhibitory short hook constructs and domain swap fusion proteins. Combined, the investigation of NEC-specific inhibitors indicated that the proposed targeting strategy appears very promising. In conclusion, this work provides new insights into the conservation, function and antiviral targeting of herpesviral core NEC proteins and, into the complex regulatory role of HCMV pUL50 during the maturation of infectious virus.Der herpesvirale nukleäre Egress ist ein hoch konservierter Prozess, welcher die nukleocyto-plasmatische Freisetzung von Kapsiden reguliert. Der nukleäre Egress-Komplex (NEC) des humanen Cytomegalovirus (HCMV) ist durch die Hauptproteine (Core) pUL50 und pUL53 definiert, welche oligomerisieren und ein Grundgerüst für die Kapsidbindung und die Anlagerung NEC-spezifischer viraler und zellulärer Proteine bilden. Die Core-NEC-Interaktion basiert auf dem Hook-into-groove-Prinzip und wird durch die N-terminale pUL53 Hook-Struktur vermittelt, welche in die α-helikale pUL50 Groove-Struktur bindet. Die Funktion und Eigenschaften der Core-NECs sind bereits gut untersucht und deuten auf das multi-interagierende pUL50 als Hauptdeterminante des nukleären Egress hin. Diese Arbeit bietet einen näheren Einblick in die (i) Konservierung der Sequenzen und Strukturen herpesviraler Core-NECs, (ii) Kreuzinteraktionen zwischen Core-NECs, (iii) Essentialität von pUL50 für die virale Replikation, (iv) Entwicklung antiviraler Testsysteme und (v) die Validierung des NEC als antivirales Target. Aufgrund der Konservierung des nukleären Egress wurden die Primärsequenzen und Strukturen herpesviraler Core-NECs verglichen. Dies führte zu der Erkenntnis, dass trotz einer geringen Sequenzübereinstimmung die Strukturen hoch konserviert sind. Die strukturelle Konservierung ermöglichte virusübergreifende Core-NEC-Interaktionen, welche durch Koimmunpräzipitationstests und Konfokalmikroskopie untersucht wurden. Jedoch beschränkten sich derartige Interaktionen auf NEC-Paare innerhalb herpesviraler Subfamilien. Als ein zentraler Teil der Arbeit wurde das rekombinante ORF UL50-deletierte HCMV (ΔUL50) untersucht. Erstaunlicherweise führte das Fehlen von pUL50 nicht zu einer unmittelbaren Blockierung der viralen Replikation, wodurch sich die Frage der Essentialität stellte. Diverse Versuche zeigten, dass die Produktion infektiöser Partikel in Abwesenheit von pUL50 stark beeinträchtigt war, ein Defekt, welcher durch die Verwendung pUL50-komplementierender Zellen ausgeglichen werden konnte. Während eine massenspektrometrische Analyse keine wesentlichen Unterschiede in der Proteinzusammensetzung der ΔUL50-Partikel aufwies, deuteten weitere Experimente auf eine gestörte Verpackung viraler Genome hin. Durch elektronen-mikroskopische Studien an ΔUL50-infizierten Zellen konnte eine starke Reduktion reifer C-Kapside und eine intranukleare Anhäufung unreifer A-Kapside gezeigt werden. Zudem wurde per qPCR ein starkes Defizit an viralen Genomen in ΔUL50-Partikeln nachgewiesen. Zur genaueren Untersuchung des NECs, besonders im Hinblick auf antivirales Targeting, wurde ein Nuclear Egress-Assay entwickelt, welcher die Analyse NEC-gerichteter antiviraler Medikamente unterstützt. Die Eignung des Core-NECs als antivirales Target wurde durch inhibitorische kurze Hook-Konstrukte und Domänenaustausch-fusionsproteine untersucht. Diese Analyse NEC-spezifischer Inhibitoren zeigte, dass diese Targeting-Strategie sehr vielversprechend ist. Zusammenfassend liefert die Arbeit neue Einblicke in die Konservierung, Funktion und das antivirale Targeting herpesviraler Core-NECs, insbesondere hinsichtlich der komplexen Funktion des HCMV pUL50 bei der Reifung infektiöser Viruspartikel
