Das Team von RESIST-Professor Jens Bosse am CSSB hat eine Datenbank zur Strukturvorhersage entwickelt, die die Proteome aller menschlichen Herpesviren umfasst. Eine Beschreibung ihrer Datenbank „HerpesFolds“ und der damit gewonnenen Erkenntnisse über neue Proteinfamilien veröffentlichte die Fachzeitschrift Nature Communications.

Es sind neun Herpesviren bekannt, die den Menschen infizieren und verschiedene häufige Krankheiten wie Lippenbläschen, Windpocken, infektiöse Mononukleose und angeborene Störungen verursachen. Tatsächlich sind mehr als 90 Prozent der Erwachsenen mit mindestens einem der neun humanen Herpesviren infiziert, was sie zu medizinisch wichtigen Krankheitserregern macht.

Das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Herpesviren und menschlichen Wirtszellen ist entscheidend für die Identifizierung neuer Angriffspunkte und die Entwicklung neuer antiviraler Therapien. Um die molekularen Mechanismen zu verstehen, die bei diesen Wechselwirkungen eine Rolle spielen, benötigen die Forscher Strukturinformationen für jedes der 70 bis 180 viralen Proteine in einem einzelnen Herpesvirus. Experimentelle Strukturinformationen sind jedoch für die meisten viralen Proteine nicht verfügbar, und virale Strukturen sind in der EMBL/DeepMind AlphaFold-Datenbank für Proteinstrukturvorhersagen nicht enthalten.

Um hier Abhilfe zu schaffen, hat die Gruppe von Prof. die Strukturen aller neun Proteome menschlicher Herpesviren, insgesamt 844 einzelne Proteine, vorhergesagt und sie in ihrer frei zugänglichen Datenbank HerpesFolds zur Verfügung gestellt. „Wir haben nicht nur die Genauigkeit unserer Vorhersagen mit strengen Qualitätsbewertungen und Schwellenwerten kritisch bewertet, sondern wir präsentieren die Strukturinformationen auch in einem Format, das für andere Forscher leicht durchsuchbar ist“, erklärt der Erstautor der Studie, Timothy Soh.

Die HerpesFolds-Datenbank liefert nicht nur strukturelle Vorhersagen für Viren, sondern gruppiert diese Vorhersagen auch in Strukturähnlichkeitsgruppen. „Diese Funktion der Datenbank ermöglichte es uns, neue Familien zu identifizieren, wie z. B. den HCMV UL112-113 Cluster, der in Alpha- und Beta-Herpesviren konserviert ist“, erklärt der korrespondierende Autor der Studie, Prof. Bosse. Darüber hinaus konnten die Forscher mithilfe von Strukturähnlichkeitssuchen mit zellulären Proteinen neue Funktionen für bisher nicht charakterisierte virale Proteine vorschlagen. „Insgesamt zeigen wir, dass systemweite Strukturvorhersagen Ähnlichkeiten zwischen viralen Spezies aufdecken und mögliche Proteinfunktionen identifizieren können“, erklärt Soh.

Die HerpesFolds-Datenbank war von Anfang an frei zugänglich, und die Bosse-Gruppe hat das Feedback der Gemeinschaft aktiv in die Gestaltung der Datenbank einbezogen. „HerpesFolds verzeichnet bereits mehrere tausend Zugriffe pro Monat“, erklärt Prof. Bosse. „Wir freuen uns, ein Tool entwickelt zu haben, das in der Herpesvirus-Forschungsgemeinschaft weithin genutzt wird.“ Aufbauend auf dem Erfolg von HerpesFolds hat die Gruppe bereits mit der Entwicklung ihrer nächsten Datenbank für Proteinstrukturvorhersagen begonnen. Die Gruppe hat kürzlich Strukturvorhersagen für mehrere Pockenviren in ihrer PoxFolds-Datenbank veröffentlicht.

Die ursprüngliche Veröffentlichung finden Sie hier:
Soh, T.K., Ognibene, S., Sanders, S. et al. A proteome-wide structural systems approach reveals insights into protein families of all human herpesviruses. Nat Commun 15, 10230 (2024).