Dokument: Deletion des hydrogenosomalen Membranproteins HMP23 zur funktionellen Analyse in Trichomonas vaginalis

Titel:	Deletion des hydrogenosomalen Membranproteins HMP23 zur funktionellen Analyse in Trichomonas vaginalis
Weiterer Titel:	Gene deletion of the hydrogenosomal membran protein HMP23 for the funtional analysis in Trichomonas vaginalis
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=21518
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20120611-105415-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Pereira Brás, Xavier [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,07 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 25.05.2012 / geändert 25.05.2012
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Trichomonas vaginalis ist ein mikroaerophiler humanpathogener Organismus, der statt Mitochondrien Hydrogenosomen besitzt. Diesen wasserstoffproduzierenden Organellen wird die fermentative ATP-Produktion, die Reifung von Eisen-Schwefel-Cluster Proteinen und der Metabolismus von einigen Aminosäuren zugeschrieben. Auf Grund des gemeinsamen evolutionären Vorfahren mit Mitochondrien ist anzunehmen, dass die Hydrogenosomen den Metaboliten-Transport ähnlich wie die Mitochondrien regulieren. Für T. vaginalis sind insgesamt nur fünf hydrogenosomale Membranproteine mit mitochondrial carrier family (MCF) Domänen bekannt, von denen eins als ein ADP/ATP Transporter charakterisiert wurde. Um neue Erkenntnisse über die hydrogenosomalen Membranproteine in T. vaginalis und deren Funktion zu erlangen, wurde das hochexprimierte Membranprotein HMP23 zunächst in silico analysiert. Mit der Aminosäuresequenz wurde mittels BLAST-Suche ein Protein mit Homologie zu HMP23 in Thalassiosira pseudonana gefunden, das vermutlich ein MCF-Transporter ist. Mit der in silico Voraussage mehrerer transmembranen Domänen kann HMP23 von der Konformation her eine Funktion haben, die mit dem Transport der MCF-Transporter vergleichbar ist. Mittels Gendeletion durch homologe Rekombination in T. vaginalis, Lokalisationsstudien von homolog exprimierten amino- und carboxyterminal Hämagglutinin markierten HMP23-Varianten sowie eines Proteinase K Protektions-Assays wurde HMP23 molekular analysiert und auf eine mögliche Funktion als Transporter hin untersucht. Die Deletion von HMP23 führte zu einer Vergrößerung der Hydrogenosomen in dem transgenen T. vaginalis Stamm T1 HMP23. Die Expressionsunterschiede zwischen T1 Wildtyp und T1 HMP23 in Bezug auf die zwei HMP23-Homologen TVAG_423530 und TVAG_087280 sowie auf die MCF-Transporter HMP31.1 und HMP31.2 deuten auf eine Kompensation der Deletion durch diese Gene hin. Die beiden HMP23-Homologen könnten somit, trotz geringer Sequenzkonservierung, durchaus als HMP23-Isoformen fungieren. Obwohl die Substratspezifität von HMP23 in der vorliegenden Arbeit nicht geklärt werden konnte, deuten die Kompensation der Deletion von HMP23 durch die MCF-Transporter HMP31.1 und HMP31.2 und die Lokalisation von HMP23 in der inneren Membran der Hydrogenosomen und Mitochondrien stark auf eine Funktion von HMP23 als Transporter hin. Trichomonas vaginalis is an microaerophilic human pathogenic organism, which possesses the hydrogen producing hydrogenosomes instead of mitochondria. The fermentative ATP-production, the maturation of iron-sulfur cluster proteins and the metabolism of some amino acids have been assigned to the hydrogenosomes. Due to a common evolutionary ancestor, the metabolite transport of hydrogenosomes is supposed to be comparable to that of mitochondria. There are only five hydrogenosomal membrane proteins in T. vaginalis, with a mitochondrial carrier family (MCF) domain. One of them was characterized as ADP/ATP carrier. To learn more about hydrogenosomal membrane proteins in T. vaginalis and their function, the highly expressed membrane protein HMP23 was analyzed in silico. A Protein with homologies to HMP23 in Thalassiosira pseudonana, which could be a MCF-carrier, was found in a BLAST search using the amino acid sequence. The in silico predictions of multiple transmembrane domains point to a possible conformation of HMP23, that allows a function as a carrier comparable to an MCF-carrier. HMP23 was analyzed by various means to assess a possible function as a carrier: the HMP23 gene was knocked out by homologous recombination in T. vaginalis, localization experiments with amino- and carboxyterminal hemagglutinin tagged HMP23-variants were conducted and protease K protection assays were supposed to define the localization of HMP23. The HMP23 knockout causes an increase of the hydrogenosomes in the transgenic T. vaginalis strain T1 HMP23. The expression differences between the T1 wild type and T1 HMP23 in reference to the two HMP23 homologues TVAG_423530 and TVAG_087280 and the MCF carrier HMP31.1 and HMP31.2 point to the compensation of the HMP23 knockout by these genes. Consequently these two HMP23 homologues could be HMP23 isoforms although displaying a lower identity. Even though the substrate specificity of HMP23 could not be determined in this work, the compensation of the HMP23 knockout by the MCF carrier HMP31.1 and HMP31.2 and the localization of HMP23 in the inner membrane of the hydrogenosomes and mitochondria point to a function of HMP23 as a carrier.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Ökologische Pflanzenphysiologie
Dokument erstellt am:	11.06.2012
Dateien geändert am:	11.06.2012
Promotionsantrag am:	26.04.2012
Datum der Promotion:	24.05.2012