Entwicklung influenzabindender Peptide für die Biosensorik

Das Influenzavirus infiziert Saugetiere und Vogel. Der erste Schritt im Infektionszyklus ist die Anbindung des Viruses uber sein Oberflachenprotein Hamagglutinin (HA) an Zuckerstrukturen auf Epithelzellen des respiratorischen Traktes im Wirtsorganismus. Aus den drei komplementaritatsbestimmenden Regionen (complementarity determining regions, CDRs) der schweren Kette eines monoklonalen Hamagglutinin-bindenden Antikorpers wurden drei lineare Peptide abgeleitet. Die Bindungseigenschaften der drei Peptide wurden experimentell mittels Oberflachenplasmonenresonanzspektroskopie untersucht. Es zeigte sich, dass in Ubereinstimmung mit begleitenden Molekulardynamik-Simulationen zwei der drei Peptide (PeB und PeC) analog zur Bindefahigkeit des Antikorpers in der Lage sind, Influenzaviren vom Stamm X31 (H3N2 A/Aichi/2/1968) zu binden. Die Interaktion des Peptids PeB, welches potentiell mit der konservierten Rezeptorbindestelle im HA interagiert, wurde anschliesend naher charakterisiert. Die Detektion der Influenzaviren war unter geeigneten Immobilisationsbedingungen im diagnostisch relevanten Bereich moglich. Die Spezifitat der PeB-Virus-Bindung wurde mittels geeigneter Kontrollen auf der Seite des Analyten und des Liganden nachgewiesen. Des Weiteren war das Peptid PeB in der Lage die Bindung von X31-Viren an Mimetika seines naturlichen Rezeptors zu inhibieren, was die spezifische Interaktion mit der Rezeptorbindungsstelle im Hamagglutinin belegt. Anschliesend wurde die Primarsequenz von PeB durch eine vollstandige Substitutionsanalyse im Microarray-Format hinsichtlich der Struktur-Aktivitats-Beziehungen charakterisiert. Dies fuhrte auserdem zu verbesserten Peptidvarianten mit erhohter Affinitat und breiterer Spezifitat gegen aktuelle Influenzastamme verschiedener Serotypen (z.B. H1N1/2009, H5N1/2004, H7N1/2013). Schlieslich konnte durch Verwendung einer in der Primarsequenz angepassten hoher affinen Peptidvariante die Influenzainfektion in vitro inhibiert werden. Damit stellen die vom ursprunglichen Peptid PeB abgeleiteten Varianten Rezeptormolekule in biosensorischen Testsystemen sowie potentielle Wirkstoffe dar.