„Transformation von Osteospermum ecklonis mit ... - ArchiMeD

Einleitung 6
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der amino-terminalen Region des CP (Baulcombe et al., 1993). Wird die entsprechende Region im
nicht blattlausübertragbaren potato virus X potexvirus (PVX) durch die Sequenz aus PAMV ersetzt,
wird PVX durch Blattläuse übertragen. Zusätzlich konnte ein Isolat von PAMV charakterisiert
werden, bei dem keine Übertragung durch Blattläuse beobachtet wurde. Die Sequenzanalyse ergab,
daß das Tripeptid DAG durch DAS ersetzt war. Alle diese Untersuchungen belegen den direkten
Einfluß des Motivs DAG am amino-terminalen Ende des CP auf die Übertragung durch Blattläuse.
Neben dem CP ist ein weiteres virales Protein an der Blattlausübertragung beteiligt, HC-Pro (helper
component - proteinase) (Thornbury et al., 1985). Bei Sequenzvergleichen zwischen dem nicht
blattlausübertragbaren potato virus C potyvirus (PVC) und dem durch Blattläuse übertragenen potato
virus Y potyvirus (PVY) konnte gezeigt werden, daß sich HC-Pro in nur zwei Aminosäuren
unterscheidet (Thornbury et al., 1990). Im übertragungsdefekten Protein HC-Pro von PVC ist an
Position 50 Lysin durch Glutaminsäure und an Position 225 Isoleucin durch Valin ersetzt. Durch
Mutationsexperimente mit einem anderen Virus, tobacco vein mottling potyvirus (TVMV) wurde
nachgewiesen, daß die Substitution einer einzigen Aminosäure in der amino-terminalen Domäne von
HC-Pro, Lysin, durch Glutaminsäure zum Verlust der Übertragbarkeit durch Blattläuse führt (Atreya
et al., 1992). Wurde Lysin an Position 50 durch andere Aminosäuren ersetzt, führte dies ebenfalls zu
einer defekten HC-Pro. Nur eine Substitution durch Arginin erhält die Funktionsfähigkeit des Proteins
(Atreya & Pirone, 1993). Das Lysin Motiv KITC in der amino-terminalen cysteinreichen Domäne von
HC-Pro scheint also eine essentielle Rolle bei der Übertragung durch Blattläuse zu spielen (Revers et
al., 1999). Es wurde noch ein weiteres, für die Blattlausübertragung notwendiges Motiv gefunden. Es
handelt sich um das Tripeptid PTK in der carboxy-terminalen Domäne von HC-Pro (Granier et al.,
1993). In einem nicht blattlausübertragbaren Isolat von zucchini yellow mosaic potyvirus (ZYMV)
konnte nachgewiesen werden, daß Threonin durch Alanin ersetzt war. Versuche mit
blattlausübertragbaren Stämmen ergaben, daß Mutationen im PTK Motiv zum Verlust dieser
Eigenschaft führten (Peng et al., 1998).
Für die Übertragung des Virus ist es offenbar notwendig, daß das Protein HC-Pro vor oder gleichzeitig
mit dem Viruspartikel aufgenommen wird. Aufgrund dieser Beobachtungen wurde ein Modell
vorgeschlagen, in dem das Protein HC-Pro als Brücke zwischen dem CP des Viruspartikels und einem
mutmaßlichen, bis jetzt noch nicht identifizierten Rezeptor im Einstichkanal des Insekts fungiert
(Pirone & Blanc, 1996). Transmissions-elektronenmikroskopische Aufnahmen mit goldmarkierten
Antikörpern belegen, daß Viruspartikel von TVMV in den Einstichkanälen von Blattläusen
nachweisbar sind. Sie fehlen aber, wenn im CP das DAG Motiv und in der HC-Pro das Lysin-Motiv
durch Mutation zerstört wurde (Pirone & Blanc, 1996). Ein direkter Beweis für den Zusammenhang
von Blattlausübertragung und der spezifischen Interaktion zwischen CP und HC-Pro wurde in
unabhängigen Untersuchungen gefunden. Die spezifische Bindung zwischen der HC-Pro von TVMV
und einer sieben Aminosäuren umfassenden Domäne des TVMV CP, in der sich auch das DAG Motiv