Untersuchungen von Varianten des Polyomavirus-Hüllproteins VP1 im

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3.7 VP1-Fusionsproteine mit einer WW-Domäne
Das Verbinden von verschiedenen Biomolekülen stellt eine wichtige Methode bei der
Entwicklung molekularer Therapeutika dar. Dadurch wird es beispielsweise möglich,
bifunktionelle Antikörper herzustellen. Auch für ein zelltypspezifisches Targeting von
Gentherapievektoren wäre es hilfreich, externe Module auf die Partikeloberfläche
koppeln zu können, so dass für verschiedene therapeutische Anwendungen nicht der
gesamte Vektor, sondern nur das entsprechende Modul auf der Oberfläche ausgetauscht
werden muss.
Für eine spezifische Kopplung von anderen Proteinen an VP1-Kapside wurde eine
Bindungsdomäne gesucht, die spezifisch Peptidliganden binden kann. Die Domäne
sollte eine möglichst hohe oder regulierbare Affinität zum Liganden besitzen. Darüber
hinaus sollte sie eine kompakte Struktur aufweisen, um Beeinträchtigungen der VP1-
Faltung und der Kapsidassemblierung zu verhindern. Diese Kriterien erfüllt die
sogenannte WW-Domäne.
WW-Domänen sind ca. 30 Aminosäuren große Proteindomänen, die nach zwei
hochkonservierten Tryptophanresten benannt wurden. Die WW-Domäne wurde zuerst
im Yes-Kinase assoziierten Protein (YAP) aus Saccharomyces cerevisae entdeckt (Bork
& Sudol, 1994). Mittlerweile konnten WW-Domänen in zahlreichen Proteinen
verschiedener Organismen identifiziert werden, in denen sie an Protein-Protein-
Interaktionen und an Signalübertragungsprozessen beteiligt sind. WW-Domänen binden
analog zu SH3-Domänen an prolinreiche Sequenzen (Pawson & Scott, 1997, Ren et al.,
1993). Bisher wurden vier Typen von WW-Domänen gefunden, die an unterschiedliche
Konsensus-Sequenzen binden: (1) Die WW-Domänen aus YAP und Nedd4 binden an
das Motiv PPXY, wobei X und Y beliebige Aminosäuren sind (Sudol et al., 1995, Staub
et al., 1996, Gavva et al., 1997). (2) FBP11 und FE65 WW-Domänen binden an ein
PPLP-Motiv (Bedford et al., 1997, Chan et al., 1996, Ermekova et al., 1997). (3) Die
WW-Domänen aus FBP21 und FBP30 binden ein PGM-Motiv, das neben Prolin,
Glycin und Methionin auch noch Arginin-reich ist (Bedford et al., 1998). (4)
Phosphoserin- und Phosphothreonin-haltige Motive werden von WW-Domänen aus
Nedd4 und Pin1 erkannt (Lu et al., 1999).
Eine NMR-Struktur der YAP-WW-Domäne in Komplex mit einem prolinreichen Peptid
wurde publiziert (Macias et al., 1996). Die WW-Domäne besteht aus einem
dreisträngigen, antiparallelen β-Faltblatt. Die Bindung des Peptids erfolgt hauptsächlich
über hydrophobe Wechselwirkungen.
Die WW-Domänen WWa und WWb aus dem forminbindenden Protein 11 (FBP11) der
Maus binden an ein PPLP-Motiv (Chan et al., 1996). FBP11 ist ein Morphogen, das bei
der Entwicklung der Extremitäten der Maus eine Rolle spielt. Anhand von
Bindungsanalysen wurde gezeigt, dass die WWa-Domäne aus FBP11 den Liganden
stärker bindet als die WWb-Domäne und andere Typen von WW-Domänen; die
Bindungskonstante KD wurde für diese Domäne zu 20 nM bestimmt (Bedford et al.,
1997). Die Struktur der WWa-Domäne aus FBP11 wurde basierend auf der Struktur
Yap-WW-Domäne modelliert (Abbildung 62, Christoph Parthier, Dissertation in
Vorbereitung, Macias et al., 1996)