velikost textu

Prokaryotic proteins of antioxidant defense in Trichomonas vaginalis hydrogenosomes

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Prokaryotic proteins of antioxidant defense in Trichomonas vaginalis hydrogenosomes
Název v češtině:
Prokaryotické proteíny antioxidačnej obrany v hydrogenozómoch Trichomonas vaginalis
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Tamara Smutná, Ph.D.
Id práce:
206242
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra parazitologie (31-161)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Parazitologie (NPARA)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
19. 10. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Trichomonas, hydrogenosom, flavodiiron protein, FeS flavoprotein, glycin dekarboxyláza
Klíčová slova v angličtině:
Trichomonas, hydrogenosome, flavodiiron protein, FeS flavoprotein, glycine cleavage system
Abstrakt:
Abstrakt Parazitickí protisti s modifikovanou mitochondriou reprezentujú dôležitú a zaujímavú skupinu organizmov, a to nielen z pohľadu evolúcie eukaryotickej bunky, ale naviac predstavujú pôvodcov nebezpečných a rozšírených ochorení, a preto poznatky z oblasti ich biológie predstavujú doležitý nástroj k vývoju nových chemoterapeutík s antiparazitárnym účinkom. Vzhľadom na to, že tieto organizmy osídľujú telesné dutiny hostiteľského organizmu vyznačujúce sa nízkou koncentráciou kyslíka, nie je u nich prítomná typická mitochondria. Namiesto nej obsahujú redukované, mitochondriám príbuzné organely, v ktorých však stále prebiehajú mnohé fyziologicky dôležité procesy. Trichomonas vaginalis je anaerobný bičíkovec osídľujúci vaginálny epitel. Namiesto obvyklých mitochondrií obsahuje hydrogenozómy, organely príbuzné mitochondriám. Hydrogenozómy obsahujú metabolické dráhy generujúce ATP prostredníctvom substrátovej fosforylácie s využitím enzýmov citlivých k poškodeniu kyslíkom, ako sú pyruvát:feredoxín oxidoreduktáza a Fe-Fe hydrogenáza. Vzhľadom na to, že trichomonády nežijú v absolútne anaeróbnom prostredí, museli si vyvinúť komplexné stratégie ako čeliť kyslíku a reaktívnym formám kyslíka (ROS) produkovaným bunkami imunitného systému hostiteľa. Nedávne proteómové a genómové analýzy potvrdilli u T. vaginalis prítomnosť bakteriálnych proteínov potenciálne participujúcich na antioxidatívnej obrane. V tejto práci charakterizujeme tri hydrogenozomálne proteíny podieľajúce sa na detoxifikácii kyslíku a ROS. Dvojželezný flavoproteín (TvFDP), železo-sírny flavoproteín (TvIsf3) a TvOsmC (proteín zo skupiny peroxidáz indukovaných osmotickým stresom/ podieľajúcich sa na rezistencii k organickým peroxidom) predstavujú u eukaryot zriedkavo sa vyskytujúce proteíny. T. vaginalis pravdepodobne získala tieto gény cestou laterálneho génového prenosu z prokaryotického donora. TvFDP, terminálna hydrogenozomálna oxidáza, katalyzuje redukciu kyslíku na vodu. TvIsf3 je okrem redukcie kyslíka schopný redukovať antibiotiká s nitro skupinou, metronidazol a chloramfenikol. TvOsmC predstavuje peroxidázu homologickú k thiol-dependentným peroxidázam, ktoré boli považované za výhradne prokaryotické enzýmy. Neočakávane sa nám podarilo identifikovať členov OsmC/Ohr proteínovej rodiny medzi eukaryotickými druhmi. Súčasne popisujeme novú fyziologickú funkciu homológov H a L proteínov neúplného glycín-dekarboxylázového komplexu na úrovni hydrogenozómu. Tieto proteíny slúžia ako donory elektrónov pre peroxidázovú aktivity TvOsmC a aktívne sa podieľajú na ochrane hydrogenozómov T. vaginalis pred účinkami organických i anorganických peroxidov.
Abstract v angličtině:
Abstract Parasitic protists with modified mitochondria represent important and exciting group of organisms, not only from the view of eukaryotic cell evolution but also because these parasites are causative agents of serious and widespread diseases. The study and understanding of their biology is thus necessary for the development of new antiparasitic drugs. These organisms reside in host body cavities with low concentrations of oxygen and while they lack typical mitochondria, they possess mitochondrion-related organelles which still integrate many physiologically important processes. Trichomonas vaginalis is an anaerobic flagellate inhabiting mucosal surface of vagina. Instead of canonical mitochondria, T. vaginalis possesses organelles termed hydrogenosomes. These organelles harbor pathways of ATP-generating metabolism via substrate-level phosphorylation, dependent on enzymes prone to oxidative damage, such as pyruvate:ferredoxin oxidoreductase and Fe-Fe hydrogenase. Because the environment of trichomonads is not fully anaerobic, the parasite had to develop complex strategies to cope with both oxygen and reactive oxygen species (ROS) generated by host immune system cells. Recent data from T. vaginalis proteomic and genomic analyses revealed the presence of bacterial-type proteins potentially participating in antioxidant defense. In this thesis, we characterized three hydrogenosomal proteins involved in oxygen and ROS detoxification. Flavodiiron protein (TvFDP), iron-sulfur flavoprotein (TvIsf3) and TvOsmC (a member of OsmC/Ohr protein family) represent proteins rarely encountered in eukaryotes, that were probably acquired by T. vaginalis predecessor trough lateral gene transfer from a prokaryotic donor. TvFDP, the terminal hydrogenosomal oxidase, catalyzes reduction of oxygen to water. TvIsf3, in addition to its oxygen-reducing activity, is able to detoxify the nitro-antibiotics metronidazole and chloramphenicol. TvOsmC is a thiol-dependent peroxidase homologues of which were believed to be restricted to prokaryotes. Unexpectedly, in addition to T. vaginalis we identified members of OsmC/Ohr proteins in a number of eukaryotic species. We also describe new and unexpected physiological function of H and L protein homologues of incomplete glycine decarboxylase complex (GDC) in hydrogenosomes. The proteins serve as electron donors for peroxidase activity of TvOsmC and together constitute the defense system against both hydrogen peroxide and organic hydroperoxides in hydrogenosomes of T. vaginalis.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Tamara Smutná, Ph.D. 5.72 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Tamara Smutná, Ph.D. 243 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Tamara Smutná, Ph.D. 241 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Ivan Hrdý, Ph.D. 151 kB