HIV-1

Definition

HIV-1, für humanes Immundefizienzvirus 1, ist - wie HIV-2 - ein HI-Virus, das zur Gattung der Lentiviren in der Familie der Retroviren gehört. Wahrscheinlich ist es von Menschenaffen (Schimpansen) auf den Menschen übergegangen. Es umfasst die Virusgruppen M, N, O und P, von welchen die Gruppe M am verbreitetsten ist und weltweit auftaucht.

Geschichte

Man geht dann aus, dass das Übertreten von HIV-1 auf den Menschen in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts in Gabun und der demokratischen Republik Kongo (Zentralafrika) stattgefunden hat.

Morphologie

Das behüllte Virus enthält in seinem Kapsid ein Genom mit den Hauptgenenen gag, pol und env, mit deren Hilfe es sich in der Wirtszelle repliziert und so neue Virionen erzeugt.

Virusproteine

Die Proteine von HIV-1 lassen sich in Strukturproteine, Enzyme sowie regulatorische und akzessorische Proteine einteilen. Mehrere entstehen durch Spaltung größerer Vorläuferproteine.

Strukturproteine

Das Gag-Polyprotein (Pr55Gag) vermittelt die Verpackung des viralen RNA-Genoms sowie das Assembly und die Knospung neuer Viruspartikel. Bei der Virusreifung wird es in folgende Bestandteile gespalten:

Matrixprotein p17: liegt der Innenseite der Virushülle an
Kapsidprotein p24: bildet das konische Kapsid
Nukleokapsidprotein p7: bindet und organisiert die virale RNA
p6: rekrutiert als Bestandteil des Vorläuferproteins zelluläre Faktoren für die Partikelfreisetzung

Zusätzlich entstehen die Spacerpeptide SP1 und SP2.

Die Hüllglykoproteine entstehen aus dem Env-Vorläuferprotein gp160, das durch zelluläre Proteasen gespalten wird:

gp120: bindet an CD4 und die Korezeptoren CCR5 bzw. CXCR4
gp41: verankert den Hüllproteinkomplex in der Virusmembran und vermittelt die Membranfusion

Enzyme

Bei etwa 5 % der Gag-Translationsereignisse entsteht durch einen programmierten −1-Frameshift das Gag-Pol-Polyprotein (Pr160GagPol). Dieses enthält neben Gag-Anteilen die Vorläufer der viralen Enzyme:

HIV-Protease: spaltet Gag und Gag-Pol und ermöglicht dadurch die Virusreifung
Reverse Transkriptase mit RNase-H-Aktivität: synthetisiert DNA anhand des RNA-Genoms und baut den RNA-Anteil der RNA-DNA-Hybride ab
Integrase: vermittelt die Integration der viralen DNA in das Wirtszellgenom

Akzessorische Proteine

Weitere Virusproteine steuern die Genexpression und beeinflussen zelluläre Abwehrmechanismen, darunter Tat, Rev, Vif, Vpr, Vpu und Nef.

Infektionsablauf

Das in der Lipidhülle des Virus befindliche Glykoprotein gp120 ermöglicht es den Virionen, an die Zellmembran CD4-tragender Zellen, wie CD4⁺-T-Lymphozyten zu binden. Weitere mögliche Bindestellen sind CCR5 und CXCR4. Nach der Adhäsion wird gp41 (auch "Surface Unit" genannt) freigelegt, das mithilfe seines N-terminalen Endes die Lipidmembranen von Virus und Wrtszelle fusioniert.

Literatur

Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie 8. Auflage von Suerbaum, Burchhard, Kaufmann, Schulz; Springer Verlag