Το Plasmodium falciparum της ελονοσίας είναι από τα πιο θανατηφόρα παράσιτα του αίματος

Το plasmodium falciparum στα ερυθρα αιμολύοντάς τα

Το Plasmodium falciparum είναι το πιο θανατηφόρο από τα ανθρώπινα παράσιτα της ελονοσίας. Η ιδιαίτερη μολυσματικότητα αυτού του είδους προέρχεται από την ικανότητά του να ανατρέπει τη φυσιολογία του ξενιστή του κατά τα στάδια αίματος της ανάπτυξής του. Το παράσιτο αναπτύσσεται και διαιρείται εντός των ερυθροκυττάρων, τρέφεται με την αιμοσφαιρίνη και αναδιαμορφώνει τα κύτταρα-ξενιστές του ώστε να προσκολλώνται στα τοιχώματα των αιμοφόρων αγγείων. Η έλευση της τεχνολογίας μοριακής επιμόλυνσης, σε συνδυασμό με την οπτική μικροσκοπία των ανταποκριτών φθορίζουσας πρωτεΐνης, έχει βελτιώσει σημαντικά την κατανόησή μας για τους τρόπους με τους οποίους το παράσιτο της ελονοσίας μεταβάλλει το κύτταρο ξενιστή του. Ωστόσο, μια πλήρης ερμηνεία των πληροφοριών από αυτές τις μελέτες απαιτεί παρόμοια πρόοδο στη γνώση μας για την υπερδομή του παρασίτου. Εδώ δίνουμε μια επισκόπηση διαφορετικών τεχνικών ηλεκτρονικής μικροσκοπίας που έχουν αποκαλύψει τη λεπτή δομή του παρασίτου σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης. Παρουσιάζουμε δεδομένα για μερικά από τα ασυνήθιστα οργανίδια τουP. falciparum, ιδιαίτερα, τις μεμβρανικές δομές που αναπτύσσονται στο κυτταρόπλασμα των ερυθροκυττάρων και πιστεύεται ότι παίζουν σημαντικό ρόλο στη διακίνηση πρωτεϊνών λοιμογόνου δράσης. Παρουσιάζουμε και συζητάμε μερικές από τις συναρπαστικές τεχνικές απεικόνισης ολόκληρων κυττάρων που αντιπροσωπεύουν ένα νέο σύνορο στις μελέτες της υπερδομής των παρασίτων.

Γονιδίωμα Wide In Silico Χαρακτηρισμός της Οικογένειας Ελικασών Ded1 από το Plasmodium Falciparum

Το Plasmodium falciparum είναι το πιο απειλητικό για τη ζωή είδος για τον άνθρωπο . Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει εξαιρετικά ανθεκτικό σε ένα ευρύ φάσμα ανθελονοσιακών φαρμάκων. Επομένως, υπάρχει επείγουσα ανάγκη να αναπτυχθεί μια νέα ομάδα φαρμάκων στοχεύοντας ένα ζωτικό βιομόριο στο παράσιτο. Οι ελικάσες είναι τα πιο απαραίτητα μόρια στον κυτταρικό μηχανισμό. Δρουν ως πρωτεΐνες κινητήρα μετατρέποντας τη χημική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια και συμμετέχουν σε όλες τις κυτταρικές λειτουργίες, από την αντιγραφή του DNA έως τη μετάφραση. Μια νέα ομάδα ελικάσες, που ονομάζεται οικογένεια Ded1, είναι μια υποοικογένεια κάτω από την οικογένεια των ελικάσες DEAD-box και συμμετέχει στιςμεταβολικές δραστηριότητες του RNA . Αυτές οι ελικάσες εκτελούν εκτεταμένες λειτουργίες σε ανθρώπους και ζυμομύκητες. Ομόλογα της οικογένειας Ded1 έχουν αναφερθεί  Σε αυτό το κεφάλαιο, η in silico μελέτη των λίγων σημαντικών μελών της οικογένειας ελικάσες Ded1 .

Βιοχημικές μελέτες έδειξαν ότι υψηλά επίπεδα δραστικότητας ουδέτερης αμινοπεπτιδάσης ήταν παρόντα σε διαλυτά εκχυλίσματα παρασίτων της ελονοσίας εντός της ερυθροκυτταρικής . Αυτή η δράση διαλυτής αμινοπεπτιδάσης ήταν η πιο βέλτιστη σε ουδέτερο ρΗ (7,4), ανενεργή κάτω από ρΗ 6, και είχε μια προτίμηση για συνθετικά υποστρώματα που περιέχουν αμινοτελικά υπολείμματα λευκίνης ή αλανίνης . Αργότερα αποκαλύφθηκε ότι αυτή η δραστηριότητα αποτελούνταν από δύο διακριτά ένζυμα , μια λευκυλ αμινοπεπτιδάση Μ17 που περιγράφεται εδώ και μια αλανυλ αμινοπεπτιδάση Μ1 που περιγράφεται στο Plasmodium falciparum

Stack et al . [4] k _cat / K _m = 3218 M ⁻¹ s ⁻¹ k _cat / Km = _183,1 , 2,51 και 3,78, αντίστοιχα).ήταν οι πρώτοι που διερεύνησαν τις φυσικο-βιοχημικές ιδιότητες του PfLAP χρησιμοποιώντας μια καθαρισμένη λειτουργικά ενεργή ανασυνδυασμένη μορφή του ενζύμου που εκφράζεται σε κύτταρα εντόμων και μια σειρά φθοριογόνων πεπτιδικών υποστρωμάτων. Το εκφραζόμενο ένζυμο ήταν ένα  ομο-εξαμερές 320 kDa και έδειξε αξιοσημείωτη προτίμηση για τα υποστρώματα με Ν-τερματική λευκίνη, που αντικατοπτρίζεται από μια πολύ υψηλή συνολική καταλυτική απόδοση σε σύγκριση με άλλα συνθετικά υποστρώματα που περιέχουν αμινοξέα αμινοξέα όπως φαινυλαλανίνη , προλίνη και αλανίνη. (

Το καθαρισμένο ανασυνδυασμένο PfLAP διέσπασε το φθορογόνο υπόστρωμα H-Leu-NHMec στην περιοχή pH 7–11 με βέλτιστη δραστηριότητα σε pH 8,5. Όταν αποθηκεύτηκε, το ένζυμο ήταν πιο σταθερό σε ελαφρώς αλκαλικό ρΗ, 8,0 έως 8,5.

Όπως και άλλα μέλη της οικογένειας λευκυλοαμινοπεπτιδάσης M17, το PfLAP είναι μια μεταλλοπρωτεάση και απαιτεί μεταλλικά κατιόντα για να σταθεροποιήσει και να διατηρήσει την ενζυματική του δραστηριότητα [5,6] . Ο χηλικός παράγοντας 1,10-φαινανθρολίνη (1  mM) είχε ανασταλτική επίδραση στο ανασυνδυασμένο PfLAP, μετατρέποντάς το στο αποένζυμο που διατήρησε μόνο το 8% της ολοενζυμικής δραστικότητας. Όταν αναλύεται η απαίτηση μετάλλου του ενζύμου Stack et al . [4] διαπίστωσε ότι μια προσθήκη κατιόντων Co ²⁺ ή Mn ²⁺ (0,1–1  mM) αύξησε τη δραστηριότητά του έως και 24 φορές, ενώ η προσθήκη Ni ²⁺ , Mg ²⁺ και Zn ²⁺ αύξησε τη δραστικότητα μέχρι 10-, 8- και 4-πλάσιο, αντίστοιχα. Μεταξύ των ιόντων που αναλύθηκαν, το Cu ²⁺ ήταν το μόνο δισθενές ιόν που επέδειξε ανασταλτική επίδραση στην ενζυματική δραστηριότητα.

Το ένζυμο ελονοσίας περιέχει δύο θέσεις δέσμευσης μετάλλων, μια άμεσα ανταλλάξιμη καταλυτική θέση 1 και μια καταλυτική θέση σφιχτής δέσμευσης 2 [7] . Παρουσία αυξανόμενων συγκεντρώσεων EDTA, η απώλεια της δραστικότητας του PfLAP ακολουθεί ένα διφασικό πρότυπο καθώς κάθε μεταλλικό ιόν χηλοποιείται διαδοχικά. Μελέτες αντικατάστασης μετάλλων δείχνουν ότι το ένζυμο διατήρησε τη δραστικότητα όταν μόνο η σφιχτά δεσμευτική καταλυτική θέση 2 καταλαμβάνεται από ένα μεταλλικό ιόν. Η αφαίρεση και των δύο μεταλλικών ιόντων οδηγεί σε πλήρη και μη αναστρέψιμη αδράνεια. Η δέσμευση κατιόντων δισθενούς μετάλλου στη θέση 1 μπορεί εύκολα να αντικατασταθεί με άλλα κατιόντα μετάλλων.

ΠΗΓΗ: