This study characterizes Pur-α structurally and functionally. Pur-α is a highly conserved RNA- and DNA-binding protein involved in a multitude of cellular processes such as transcription, replication, cell cycle control, and mRNA transport. No homologous proteins with known structures are available.

X-ray crystallography is often hampered by the lack of diffraction-quality protein crystals. This study demonstrates how this bottleneck was overcome by the combination of iterative use of sensitive bioinformatics tools and structure determination of a bacterial homolog. The identification of three repeat regions (PUR repeats) in eukaryotic Pur-α enabled the detection of a bacterial homolog, which corresponds to one PUR repeat. The crystal structure of Borrelia burgdorferi Pur-α was solved at 1.9 Å and was employed for precise domain boundary prediction for the Drosophila melanogaster ortholog. Therewith it became possible to obtain diffraction-quality crystals of eukaryotic Pur-α. The crystal structure of D. melanogaster Pur-α repeats I-II was solved at 2.1 Å and shares a highly conserved fold with B. burgdorferi Pur-α. One PUR repeat has an overall ββββα− topology, and two PUR repeats interact with each other to form a globular PUR domain.

Small angle X-ray scattering (SAXS) analysis together with analytical size-exclusion chromatography provided evidence that dimerization of full length Pur-α requires PUR repeat III. PUR repeat III is proposed to form a PUR domain with a PUR repeat III from another Pur-α molecule. Surface envelopes calculated from SAXS data comply with this dimerization model.

DNA- as well as RNA-binding properties of Pur-α were examined by filter binding assays and electrophoretic mobility shift assays. Structure-guided mutagenesis identified the β-sheets of the PUR domain as the nucleic-acid binding surface.

To assess the protein-binding properties of D. melanogaster Pur-α, a yeast-two-hybrid screen was commissioned and evaluated. It confirmed the self-interaction of Pur-α and yielded Arrestin1, LaminC, Eye and Cka as putative previously unknown interaction partners.

CD8+ T-Zellen spielen in der Bekämpfung von EBV eine essentielle Rolle. Zur Kontrolle

dieser infizierten B-Zellen besitzt der EBV-Träger ein Repertoire an EBV-spezifischen CD8+

T-Zellen, dessen Zusammensetzung sich oft vorhersagen läßt. Neben den CD8+ T-Zellen

gegen latente Proteine von EBV spielen dabei CD8+ T-Zellen gegen lytische Proteine und

darunter die immundominanten IE-antigen-spezifischen CD8+ T-Zellen eine wichtige Rolle.

Der Grund für diese Dominanz ist bisher nicht geklärt worden, obwohl es bereits Hypothesen

dazu gibt. EBV etabliert über die ersten Tage hinweg die latente Infektion in der B-Zelle und

so prozessiert die frühinfizierte B-Zelle latente Antigene, die durch die entsprechenden CD8+

T-Zellen erkannt werden. Erst kürzlich wurde bekannt, dass auch die IE-Proteine des lytischen

Zyklus von EBV von der frühinfizierten B-Zelle transient exprimiert werden. Ich konnte

zeigen, dass die IE-Proteine in dieser frühen Phase der Infektion von der B-Zelle präsentiert

und durch IE-antigen-spezifischen CD8+ T-Zellen erkannt werden. Ein später im lytischen

Zyklus erwartetes E-Protein wurde jedoch nicht präsentiert. Dies bestätigt die Annahme eines

abortiv-lytischen Zyklus in der frühinfizierten B-Zelle. In dieser Arbeit wurde auch gezeigt,

dass die Erkennung der IE-Proteine im Mittel zeitlich vor der Erkennung der latenten Proteine

von EBV in der Frühphase der Infektion lag. Da dies mit einer gegenüber den Latenzantigenspezifischen

T-Zellen gesteigerten Proliferation der IE-antigen-spezifischen CD8+ T-Zellen

einherging, stellt eine frühere Antigenerkennung durch die IE-antigen-spezifischen T-Zellen

einen plausiblen Grund für die Immundominanz dieser T-Zellen dar.