Arginin und seine Auswirkungen auf die virale Replikation

Arginin und seine Auswirkungen auf die virale Replikation

Veröffentlicht: Apr 13, 2017
Author: Belinda Fay

Ein einzelnes Viruspartikel (Virion) kann ohne eine Wirtszelle weder replizieren noch genetisches Material (DNA, RNA) exprimieren. Die Virusinfektion und -replikation umfasst sechs Schritte:1

1. Attachment: Virus bindet an die Wirtszelle
2. Penetration: Virus injiziert sein genetisches Material in die Wirtszelle
3. Uncoating: Virusinhalt wird freigesetzt
4. Biosynthese: virales genetisches Material wird über den Wirt repliziert
5. Assemblierung: virale Komponenten und Enzyme werden produziert und beginnen mit der Assemblierung
6. Freisetzung: neu produzierte Virionen werden von der Wirtszelle freigesetzt und wandern weiter, um andere Zellen zu infizieren.

Die Virusreplikation ist auch von der Verfügbarkeit von Aminosäuren abhängig. Aminosäuren spielen bei virusbedingten Infektionen eine wichtige Rolle, da sie für die Proteinsynthese benötigt werden und außerdem viele Stoffwechselwege, einschließlich der Genexpression, regulieren. Das Fehlen essentieller Aminosäuren kann zu leeren Viruspartikeln führen, die frei von viralen Nukleinsäuren (DNA oder RNA) sind.2

Arginin ist eine von zwanzig natürlichen Aminosäuren und ist auch ein normaler Zellmetabolit.3 Arginin ist in folgenden Lebensmitteln enthalten:4,5

• Rotes Fleisch, Fisch, Geflügel
• Getreide, Nüsse und Samen
• Milchprodukte
• Schokolade
• Hülsenfrüchte

Arginin ist eine wesentliche Voraussetzung für die Replikation von Viren und den Verlauf von Virusinfektionen.6,7

Die Bioverfügbarkeit von Arginin ist für die Replikation des Herpes-simplex-Virus, das Fieberbläschen/Genitalherpes verursacht, absolut notwendig. Wenn Arginin nicht verfügbar ist, sind Herpesviren in Zellen nicht in der Lage, einen einzigen Replikationszyklus abzuschließen, und in infizierten Zellen treten Zellschäden auf.7-9

Arginin ist nicht an den frühen Schritten der Virusreplikation auf der Ebene der viralen DNA-Synthese beteiligt. Vielmehr ist die Aminosäure für die Expression der späten viralen Funktionen wie die Synthese viraler Hüllproteine und die Produktion vollständiger infektiöser Virionen erforderlich.9,10

Arginin ist für die Replikation des humanen Adenovirus Typ 2 (Erkältungsvirus) erforderlich und für die Produktion vollständiger infektiöser Virionen essentiell.10-12
Arginin ist an der Synthese von Virusproteinen beteiligt, und es wurde die Hypothese aufgestellt, dass Arginin für die Bildung eines funktionellen Proteins notwendig ist, das für die Virionenreifung unerlässlich ist.12

Der vollständige Reproduktionszyklus des humanen Cytomegalovirus (CMV – Herpes) erfordert Arginin. Obwohl das kontinuierliche Vorhandensein von Arginin für eine ununterbrochene Virusproduktion notwendig ist, ist es in der frühen Phase der CMV-Replikation für die Produktion infektiöser Virionen am wichtigsten. Studien mit Inhibitoren deuten darauf hin, dass ein Argininmangel die CMV-Replikation vor der Bildung von viraler DNA blockiert. 13,14

Der Bedarf an Arginin im Replikationszyklus von Vaccinia tritt in zwei Phasen auf. Es ist vor der Synthese der Virus-DNA erforderlich, und die zweite Anforderung ist mit der Bildung reifer Virionen verbunden. Die Ausbeute an infektiösen Viren hängt von der Argininkonzentration ab.6

Bestimmte Viren, darunter HSV und Adenoviren, zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, latente (schlafende) Infektionen zu verursachen. Die ruhende Natur dieser Viren lässt sich durch die Verfügbarkeit von Arginin während verschiedener Phasen des Infektionsprozesses erklären. In Abwesenheit von Arginin läuft die virale DNA-Synthese ungestört weiter, während die Bildung von Virionen gehemmt ist. Wenn jedoch Arginin zur Verfügung steht, kommt es zu einer schnellen und weit verbreiteten Infektion.9,10,15

Die Beziehung zwischen Arginin und Lysin
Eine andere Aminosäure, Lysin, kann die Fähigkeit von Arginin, die Synthese bestimmter Proteine zu unterstützen, verringern. Diese antagonistische Beziehung könnte Menschen zugute kommen, die unter häufigen Herpesausbrüchen wie Fieberbläschen oder Genitalherpes leiden, denn diese Viren benötigen Arginin, um sich zu vermehren.16 Lysin ist in Lebensmitteln wie Bierhefe, Hülsenfrüchten, Linsen und Sojabohnen enthalten, also versuchen Sie, diese Lebensmittel in Ihre Ernährung aufzunehmen, wenn Sie unter Fieberbläschen leiden oder sich etwas schlapp fühlen.17

Wenden Sie sich an Ihren Arzt, um weitere Informationen zu erhalten, wie Sie mit einem individuellen Behandlungsplan, der eine Kombination aus ausgewogener Ernährung, hochwertigen Nahrungsergänzungsmitteln und Bewegung umfasst, für Ihre Gesundheit sorgen können.

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1. Bailey R. Virus replication. ThoughtCo 2016. Viewed 31 March 2017, https://www.thoughtco.com/virus-replication-373889
2. Butorov EV. Einfluss der Aminosäure L-Lysin auf die HIV-1-RNA-Replikation in vitro. Antivir Chem Chemother 2015;24(1):39-46.
3. Ohtake S, Arakawa T, Koyama AH. Arginine as a synergistic virucidal agent. Molecules 2010;15:1408-1424.
4. Goldman R. 10 healthy high arginine foods. Healthline (medizinisch geprüft am 1. Mai 2015). Gesehen am 28. März 2017, http://www.healthline.com/health/healthy-high-arginine-foods#2
5. Arginin: Herzvorteile und Nebenwirkungen. WebMD (geprüft am 23. Januar 2017). Viewed 29 March 2017, http://www.webmd.com/heart/arginine-heart-benefits-and-side-effects#1
6. Archard LC, Williamson JD. The effect of arginine deprivation on the replication of vaccinia virus. J Gen Virol 1971;12(3):249-258.
7. Sanchez MD, Ochoa AC, Foster TP. Development and evaluation of a host-targeted antiviral that abrogates herpes simplex virus replication through modulation of arginine-associated metabolic pathways. Antiviral Res 2016;132:13-25.
8. Inglis VBM. Requirement of arginine for the replication of herpes virus. J Gen Virol 1968;3(1):9-17.
9. Becker Y, Olshevsky U, Levitt J. The role of arginine in the replication of herpes simplex virus. J Gen Virol 1967;(1):471-478.
10. Goldblum N, Ravid Z, Becker Y. Effect of withdrawal of arginine and other amino acids on the synthesis of tumour and viral antigens of SV 40 virus. J Gen Virol 1968;3(1):143-146.
11. Rouse HC, Bonifas VH, Schlesinger RW. Abhängigkeit der Adenovirusreplikation von Arginin und Hemmung der Plaquebildung durch pleuropneumonieähnliche Organismen. Virology 1963;20(2):357-365.
12. Plaat D, Weber J. On the mechanism of arginine requirement for adenovirus synthesis. Arch Virol 1979;60(3-4):187-196.
13. Garnett HM. Die Wirkung von Arginin-Entzug auf die zytopathogene Wirkung und Replikation des humanen Cytomegalovirus. Archives of Virology 1975;48(2):131-145.
14. Gönczöl E, Boldogh I, Váczi L. Effect of arginine deficiency on the reproduction of human cytomegalovirus. Acta Microbiol Acad Sci Hung 1975;22(3):263-270.
15. Tankersley RW Jr. Aminosäureanforderungen des Herpes simplex Virus in menschlichen Zellen. J Bacteriol 1964 Mar;87:609-613.
16. Griffith RS, DeLong DC, Nelson JD. Relation des Arginin-Lysin-Antagonismus zum Herpes-Simplex-Wachstum in Gewebekultur. Chemotherapy 1981;27(3):209-213.
17. Osiecki H. The nutrient bible, 7th ed. Eagle Farm: Bio concepts publishing, 2000.