Replikationszyklus des Mumps-Virus: Schritt-für-Schritt-Molekularmechanismus

Das Mumps-Virus (MuV), ein Mitglied der Familie Paramyxoviridae, repliziert ausschließlich im Zytoplasma infizierter Wirtszellen. Nachfolgend ist der sequentielle Replikationszyklus dargestellt.

1. Anheftung

Das virale Hämagglutinin-Neuraminidase (HN)-Glykoprotein bindet an Sialinsäure-Rezeptoren auf Wirtszelloberflächen (Atemepithel, Speicheldrüsenkanälchen). HN besitzt auch Neuraminidase-Aktivität, die Sialinsäuren spaltet, um Selbstaggregation zu verhindern und die Freisetzung zu erleichtern.

2. Fusion & Eintritt

Das Fusions-(F)-Glykoprotein unterliegt einer Konformationsänderung, vermittelt die Fusion des Virusumschlags mit der Wirtszellplasmamembran bei neutralem pH. Der Nukleokapsid (genomische RNA + N-, P-, L-Proteine) wird ins Zytoplasma freigesetzt.

3. Transkription

• Die virale RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp, L-P-Komplex) transkribiert das negativ-sinnige Genom in 7–8 monozistronische, gekappte, polyadenylierte mRNAs.
• Die Transkription folgt einem Gradient: Gene in der Nähe des 3′-Leaders (N, P, M, F, SH, HN, L) werden häufiger transkribiert.

4. Translation

Die Wirts-Ribosomen übersetzen virale mRNAs in Strukturproteine (N, P, M, F, SH, HN, L) und nicht-strukturelle Proteine (V, W, I aus P-Gen-Editing), die die Interferon-Antwort modulieren.

5. Genomreplikation

• Die RdRp synthetisiert ein vollständiges positiv-sinniges Antigenom (Vorlage für neue Genome).
• Die Verkapsidierung der neu entstehenden RNA durch das N-Protein erfolgt gleichzeitig mit der Synthese (N-RNA-Komplex).
• Das Antigenom dient als Vorlage für die negativen-sinnigen Nachwuchs-Genome.

6. Assembly

• Matrix-(M)-Protein orchestriert die Assembly: bindet Nukleokapside, interagiert mit den zytoplasmatischen Schwänzen von F und HN an der Plasmamembran und treibt das Ausknospen an.
• SH (kleines hydrophobes Protein) kann die Wirtszell-Apoptose und Membrankurvatur modulieren.

7. Ausknospen & Freisetzung

Nachwuchs-Virionen knospen von der Plasmamembran ab und erwerben ihren Umschlag mit eingebetteten F- und HN-Spikes. Die Freisetzung ist nicht-lytisch – Zellen überleben zunächst, was eine anhaltende Produktion und Zell-zu-Zell-Verbreitung ermöglicht.

Highlights der Immun-Evasion

• V-Protein blockiert STAT1/2-Kerntranslokation → hemmt IFN-α/β- und IFN-γ-Signalwege.
• SH-Protein hemmt TNF-α-vermittelte Apoptose und NF-κB-Aktivierung.

Das Verständnis dieses Zyklus informiert über antivirale Zielstrukturen (z. B. F-Protein-Fusionsinhibitoren, RdRp-Inhibitoren) und Impfstoffdesign (lebend attenuierter Stamm Jeryl Lynn).