Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Identification of the cleavage site of herpes simplex virus type 2 glycoprotein G (gG) and its involvement in gG activities

Srivaratharajan, Sangar

The neurotropic herpes simplex virus type 2 (HSV 2) is a highly prevalent human virus. After primary infection, the virus establishes latency in neurons of the peripheral nervous system. HSV-1 and HSV-2 glycoprotein G (gG1 and gG2, respectively) are type I transmembrane proteins. They bind chemokines with high affinity and enhance chemokine-dependent leukocyte migration. Similarly, gG1 and gG2 bind NGF with high affinity, but only gG2 enhances NGF-dependent neurite outgrowth. Finally, both gG1 and gG2 bind to the cell plasma membrane through glycosaminoglycans (GAGs). On the structural level gG2 is proteolytically cleaved, releasing an N terminal domain to the supernatant of infected cells. It is not known whether cleavage and secretion of gG2 have any functional relevance on gG2 activities compared to gG1. The first objective was to identify the gG2 cleavage site. After mutagenesis studies and we conclude that the amino acids from 314 and 343 are responsible for gG2 cleavage. Furthermore, deletion or replacement of the cleavage sequence with a linker (GSm) inhibited nearly completely the cleavage. The second objective determined whether gG2 cleavage is relevant for gG2 activities. Our results indicate that deletion of H2S sequence did not dramatically affect gG2 functions. However, its substitution with the linker abrogated gG2 activities. We conclude that gG2 cleavage in the context of the SgG2 construct seems to be not necessary for gG2 activity since leukocytes migration was increased compared to chemokine alone. Further, inhibition of the cleavage site in the context of the full-length protein led to longer neurites compared to the cleaved protein. This may be due to the secretion of the full-length gG2.The final objective was to identify binding sites for GAG, chemokine and NGF. To do so, we successfully generated truncated gG2 constructs.

Das neurotrope Herpes-simplex-Virus Typ 2 (HSV 2) ist ein stark verbreitetes humanes Virus, welches nach der Primärinfektion innerhalb der Neuronen des peripheren Nervensystems in die Latenz geht. HSV-1 und HSV-2 Glykoprotein G (gG1 und gG2) sind Transmembranproteine vom Typ I. Beide Proteine binden Chemokine und steigern die Chemokin-abhängige Leukozytenmigration. Ebenso binden sie den Nervenwachstumsfaktor (NGF) mit hoher Affinität, aber nur gG2 steigert das NGF-abhängige Neuritenwachstum. Des Weiteren ist bekannt, dass sie Glykosaminoglykane (GAGs) an Zellplasmamembranen binden. Strukturell wird das gG2 proteolytisch gespalten und in den Überstand infizierter Zellen abgegeben. Es ist nicht bekannt, ob die Spaltung und Sekretion von gG2 eine funktionelle Relevanz hat im Vergleich zu gG1. Das erste Ziel war die Mutagenese der Spaltstelle, die zu dem Schluss führten, dass die Aminosäuren von P314 bis L343 verantwortlich für die Spaltung sind. Darüber hinaus hemmte die Deletion oder der Austausch dieser Spaltsequenz durch einen Linker (GSm) die gG2-Spaltung nahezu vollständig. Das zweite Ziel lautete, ob die Spaltung relevant für gG2-Aktivitäten ist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Deletieren der Spaltstelle die gG2-Aktivitäten nicht stark beeinflusst. Die Substitution durch den Linker hat jedoch die gG2-Aktivitäten aufgehoben. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass die Spaltung im Kontext des SgG2-Konstrukts für die Aktivität nicht notwendig erscheint, da die Migration der Leukozyten im Vergleich zum Chemokin allein erhöht war. Ebenfalls lässt sich sagen, dass die reduzierte Spaltung im Zusammenhang mit dem vollständigen gG2 zu längeren Neuriten führte als beim gespaltenen gG2 Protein. Dies kann auf die Sekretion des vollständigen gG2 zurückzuführen sein. Das Endziel war die Identifizierung von Bindungsstellen für GAG, Chemokine und NGF. Zu diesem Zweck haben wir erfolgreich deletierte gG2-Konstrukte generiert.

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Srivaratharajan, Sangar: Identification of the cleavage site of herpes simplex virus type 2 glycoprotein G (gG) and its involvement in gG activities. Hannover 2019. Tierärztliche Hochschule Hannover.

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