LBP vermittelt im Wirtsorganismus die direkte Immunantwort auf bakterielle Liganden wie das Lipopolysaccharid (LPS) von Gram-negativen oder Lipopeptide von Gram-positiven Bakterien. In dieser Arbeit wurde die Funktionsweise von LBP weiter aufgeklärt. Im ersten Teil der Arbeit wurde eine natürlich vorkommende Mutation des LBP (c998t), die an Position 333 zu einem Austausch der Aminosäure Prolin zu Leucin führt, hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Struktur und Funktionalität des Proteins untersucht. Westernblot-Analysen des rekombinant hergestellten Proteins und humaner Seren von Mutationsträgern weisen auf einen Zerfall des mutierten Proteins hin. Es kommt zu einer Beeinträchtigung der Bindung bakterieller Liganden und einer deutlichen Reduktion der LBP-vermittelten Zytokinausschüttung von Immunzellen. Der hier untersuchte Polymorphismus hat eine Allelfrequenz von 0,072 in einer gesunden europäischen Population. Genotypanalysen von Patientengruppen zeigten, dass es durch die Mutation zu einer deutlich erhöhten Mortalität bei Patienten mit septischen Komplikationen und einer durch Gram-negative Erreger verursachten Pneumonie kommt. Unsere Ergebnisse zur eingeschränkten Funktion des LBP-c998t bieten eine erste Erklärung dafür, wie diese Mutation vermutlich die Fähigkeit, Krankheiten zu bewältigen, beeinträchtigt. Innerhalb dieser Arbeit ging es um die Analyse der Bindung von bakteriellen Liganden an LBP. Dabei wurde eine potentiell gemeinsame Bindungsstelle für Liganden untersucht, die von Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien stammen und später von den Toll-like Rezeptoren (TLRs) 2 und -4 erkannt werden. Dazu wurden Bindungsversuche zwischen Lipopeptiden und LPS mit einer zweiten LBP-Variante (LBP-E94/95) durchgeführt. Beim LPS führt dies zu einem Bindungsverlust. Auch für die Lipopeptide war durch die Mutationen die Interaktion mit LBP beeinträchtigt, was die These einer gemeinsamen Bindungsstelle von TLR2- und TLR4-Liganden an das Protein weiter unterstützt. / LBP enhances the innate immune reaction against bacterial ligands like LPS from gram negative or lipopeptides from gram positive bacteria in the host. Here we investigated the function of LBP using two recombinant mutants of the protein. The first part of this work examines a natural occurring mutation of LBP (c998t) leading to an amino acid exchange of proline to leucine at position 333 with regard to the impact on structure and function of the protein. Western blot analyses of the recombinant protein and sera obtained from individuals differing in the LBP genotype indicate the disaggregation of the mutated protein. Thereby binding of bacterial ligands to LBP is diminished and the LBP mediated cytokine secretion of immune cells is reduced. The gene polymorphism leading to the occurrence of the mutation is present with an allelic frequence of 0.072. A recent study has shown that this LBP-SNP led to a higher mortality in patients with septic complications and gram negative pneumonia. The results presented here, showing the negative impact on the function of LBP due to the mutation, may therefore be a first explanation on how this mutation affects the ability of people to deal with disease. Within this work binding of ligands to LBP was also explored. It was investigated whether ligands which are later recognized by Toll-like receptors (TLRs) 2 and – 4 share a common binding site on LBP. Assays with immobilized lipopeptides and LPS were performed with a second mutated LBP (LBP-E94/95). LPS binding to LBP is diminished completely. Here we showed that binding of lipopeptide to LBP is affected likewise, furthermore supporting the hypothesis of a common binding site for TLR2- and TLR4- ligands.

Obwohl der Wildtyp des Hepatitis-B-Virus (HBV) nicht zytopathogen und die Pathogenese der Hepatitis B generell immunvermittelt ist, können in immunsupprimierten Nierentransplantatempfängern mit chronischer Hepatitis B schwere Leberschäden bis hin zu Leberzirrhose und Leberversagen entstehen. Die Entwicklung von Leberzirrhose in den Nierentransplantierten ist assoziiert mit der Akkumulation und Persistenz von komplexen HBV-Varianten mit Mutationen im Core-Promotor / X-Gen, Deletionen im Core (C)-Gen und teilweise zusätzlichen Deletionen im präS-Bereich. Dies lässt eine Rolle der Varianten in der speziellen Pathogenese bei Immunsupprimierten vermuten. In der vorliegenden Arbeit wurden funktionelle Analysen der komplexen Varianten im Vergleich zu Referenz-Wildtypgenomen und Wildtyp-ähnlichen Genomen der Patienten aus der frühen Infektionsphase durchgeführt, um Hinweise auf den potentiellen Beitrag der Varianten zur Pathogenese zu erlangen. Die Analysen erfolgten durch transiente Transfektion der humanen Hepatomazelllinie HuH7 mit repräsentativen HBV-Gesamtgenomen, die aus 2 Patienten während des Krankheitsverlaufs von einer asymptomatischen Infektion hin zur Leberzirrhose isoliert und kloniert worden waren. Trotz einiger Unterschiede im Detail wiesen die komplexen Varianten einen gemeinsamen, drastisch vom Wildtyp abweichenden Phänotyp auf. Dieser war gekennzeichnet durch eine veränderte Transkription mit reduzierten präC- und Oberflächen-mRNAs und verstärkter Expression der prägenomischen RNA, eine starke Reduktion des häufigsten Spleißprodukts der prägenomischen RNA, SP1, eine extrem reduzierte oder fehlende Expression und/oder Sekretion aller Oberflächenproteine und des HBeAg, ein verändertes intrazelluläres Verteilungsmuster des schwach exprimierten Core-Proteins und teilweise der Oberflächenproteine sowie eine erhöhte Replikation und Anreicherung gegenüber Wildtyp-HBV aufgrund einer verstärkten reversen Transkription der prägenomischen RNA. Dieser Phänotyp basierte zum Teil auf den Mutationen in Core-Promotor und C-Gen, wurde jedoch deutlich durch zusätzliche Mutationen in den übrigen Genomabschnitten beeinflusst. Die vielfältigen Veränderungen der Varianten unterstützen ihren vermuteten Beitrag zur Pathogenese. / Although wild-type hepatitis B virus is not cytopathogenic and the pathogenesis of hepatitis B is generally immune mediated, also immuno-suppressed patients, such as renal transplant recipients, with chronic hepatitis B may develop liver cirrhosis and end-stage liver disease. In renal transplant recipients, the development of liver cirrhosis is associated with the accumulation and persistence of complex HBV variants with mutations in core promoter / X gene, deletions in core (C) gene and sometimes additional deletions in the preS region. This suggests a role of these variants in the special pathogenesis in immuno-suppressed patients. In the present work, the complex variants were functionally analyzed in comparison to reference wild-type genomes and wild-type-like HBV genomes from the early asymptomatic phase of infection. For the analyses, representative cloned full-length HBV genomes isolated from 2 patients before and during liver cirrhosis were transiently transfected into the human hepatoma cell line HuH7. In spite of some variations, the complex variants showed a common phenotype, which was drastically altered compared to wild-type. It was characterized by reduced preC and surface mRNAs and increased expression of pregenomic RNA, by a strong reduction of the major spliced pregenomic RNA, SP1, by a partial or complete defect in expression and/or secretion of surface proteins and HBeAg, by an aberrant intracellular localization of the weakly expressed core protein and in some cases of the surface proteins, and by an enhanced replication and enrichment over wild-type HBV due to an enhanced reverse transcription of variant pregenomic RNA. The phenotypic alterations were often based on the mutations in core promoter and C gene but were considerably influenced by the additional mutations in other genomic regions. The multiple functional changes of the variants support their assumed contribution to pathogenesis.