Strukturní studie 3D replikázy viru akutní paralýzy včel a lidského parechoviru 1

Bc. Mária Gondová

Master's thesis

Structure determination of 3D replicase of acute bee paralysis virus and human Parechovirus 1

Abstract:

Virus akutní paralýzy vcel (ABPV) je dicistrovirus zpusobující kolapsy kolonií vcelstev v Evrope. Parechovirus (HPeV) je pikornavirus zpusobující zejména strevní onemocnení, ale u malých detí muže vyvolat i závažnejší onemocnení, jako je encefalitida. RNA-dependentní RNA polymeráza neboli 3D polymeráza obou viru je nezbytná pro jejich replikaci. Struktura ani jedné z nich však zatím není známá. V téhle práci se zameruju na produkci a prípravu vzorku 3D polymeráz ABPV a HPeV pro röntgenovou krystalografii a následnou strukturní analýzu. Když byl prekurzor 3D polymerázy ABPV, 3CD, exprimován v E. coli, byl autokatalyticky štepen na 3D polymerázu a 3C proteázu. Podarilo se identifikovat štepné místo mezi 3C/3D a taky linker spojující jednotlivé proteiny. S využitím technik kryo-elektronové mikroskopie se povedlo nasbírat dataset pro rekonstrukci trojrozmerné struktury 3D polymerázy ABPV a byly pozorovány i její oligomerní formy.

Abstract:

Acute bee paralysis virus is a dicistrovirus associated with collapses of honey bee colonies in Europe. Parechovirus is a picornavirus causing a gastrointestinal diseases and in young children, it can induce severe symptoms such as encephalitis. In both these viruses, the RNA-dependent RNA polymerase, or 3D polymerase, is an enzyme crucial for replication. However, neither one of the structures is known, yet. In this thesis, I present preparation of 3D polymerases of ABPV and HPeV- 1for X-ray crystallography and for subsequent structural analysis. When the ABPV 3D polymerase precursor 3CD is expressed in E. coli cells, it is autocatalytically cleaved into 3D polymerase and 3C protease. The cleavage site between 3C/3D was identified, as well as the linker that interconnects individual proteins. Using techniques of cryo-electron microscopy, it was possible to collect a dataset for threedimensional structure reconstruction of 3D polymerase of ABPV and to observe its oligomeric arrangements.

Keywords

RNA-dependentní RNA polymeráza, Včela medonosná, Pikornavirus, Dicistrovirus, Kryo-elektronová mikroskopie, Röntgenová krystalografie, Parechovirus, Virus akutní paralýzy včel, Volta fázová deska, RNA-dependent RNA polymerase, Honey bee, Picornavirus, Cryo-electron microscopy, Xray-crystallography, Acute bee paralysis virus, Volta phase plate

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2018
• Supervisor: Mgr. Pavel Plevka, Ph.D.
• Reader: Prof. Dieter Blaas

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics