Dokument: Charakterisierung von Zytoskelett-assoziierten Proteinen bei der amöboiden Umwandlung des Humanpathogens Trichomonas vaginalis
| Titel: | Charakterisierung von Zytoskelett-assoziierten Proteinen bei der amöboiden Umwandlung des Humanpathogens Trichomonas vaginalis | |||||||
| Weiterer Titel: | Characterization of cytoskeleton-associated proteins in the amoeboid transformation of the human pathogen Trichomonas vaginalis | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=30565 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20140911-114619-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Kusdian, Gary [Autor] | |||||||
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| Stichwörter: | Zytoskelett Trichomonas Fimbrin Centrin | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Das Zytoskelett ist maßgeblich an der mechanischen Stabilität, der aktiven Bewegung, der Form und Transporte innerhalb der Zelle beteiligt. Es stellt ein dynamisches System an unterschiedlichen Filamentarten dar, welches mit zahlreichen anderen Proteinen miteinander verbunden ist und mit diesen interagiert. Die Säulen des eukaryotischen Zytoskeletts sind Aktinfilamente, Mikrotubuli und Intermediär-Filamente.
Der eukaryotische, einzellige und flagellierte Humanparasit Trichomonas vaginalis nimmt als evolutiv-ursprünglicher Organismus eine besondere Stellung in Bezug auf das Zytoskelett ein, da es eine nicht weit verbreitete Eigenschaft aufweist: Während der Infektion des menschlichen Urogenitaltrakts wandelt sich der pyriforme, ovale Protist zu einer amöboiden, adhärenten Zelle um, so dass die Kontaktfläche zu dem Wirtsepithel maximiert wird. Dabei verbleibt der Parasit stets extrazellulär. Diese Morphogenese wird – je nach Virulenz des Stammes – binnen Minuten vollzogen und ist ebenso schnell reversibel. Diese Dissertation zeigt, dass das amöboide Stadium vornehmlich durch das Aktin-basierte Zytoskelett gesteuert wird, wie es für andere amöboide Organismen bereits bekannt ist. Die Identifizierung von Aktin-assoziierten Proteinen mittels Co-Immunopräzipitation und anschließender Sequenzierung mittels MALDI-TOF stellt eine Aktin-Maschinerie mit allen wichtigen Aktin-bindenden Proteinen, außer einem Motorprotein, dar. Das ubiquitäre, eukaryotische Aktin-Motorprotein Myosin ist verantwortlich für den Transport entlang von Aktinfilamenten und konnte nach wie vor nicht für T. vaginalis identifiziert werden. Das Aktin-bindende Protein TvFIM1, welches zu der Klasse der Fimbrine gehört, wurde in Immunofluoreszenz- und in vitro-Studien näher charakterisiert. TvFIM1 verstärkt die Polymerisierung von Aktin-Monomeren zu Filamenten und bündelt diese auf parallele und anti-parallele Weise. Während der Umwandlung in das amöboide Stadium re-lokalisiert das Protein in distinkten Akkumulationen an den äußeren Stellen der Pseudopodien und in Cluster, welche dynamisch agieren. Auch während der Phagozytose von Hefe lokalisiert TvFIM1 an der umschließenden Seite des Parasiten. Dabei ko-lokalisiert das Protein stets mit Aktin. Für die Lebendzell-Observierung wurde das grün-fluoreszierende Protein (GFP) als Marker für TvFIM1 im anaeroben Organismus T. vaginalis mit Einschränkungen etabliert. Als eine weitere Komponente des Zytoskeletts wurde Centrin in T. vaginalis näher charakterisiert. TvCEN1, 2, 4 und 6 werden von allen acht Centrin-Homologen am höchsten exprimiert und lokalisieren stets an der undulierenden Membran und im Atraktophor, die Gesamtheit aller fünf Basalkörper der Flagellen, die über sigmoide Fasern verbunden sind. Die Lokalisation ändert sich während der Zellteilung nicht, was darauf hindeutet, dass Centrin in T. vaginalis eine strukturgebende Funktion von Mikrotubuli hat. Die kontraktile Wirkung des Proteins unterstützt die Verbindung der rückläufigen Flagelle mit der Costa, einer subsidiären, rigiden Struktur im Cytosol.The cytoskeleton plays a major role in the mechanical stability, the active movement, shape, and trafficking within the cell. It provides a dynamic system of different types of filaments, which is connected together with numerous other proteins and interacts with them. The pillars of the eukaryotic cytoskeleton are actin filaments, microtubules and intermediate filaments. The eukaryotic, unicellular and flagellated human parasite Trichomonas vaginalis takes as an evolutionarily-primitive organism a special position in relation to the cytoskeleton, because it has a not far-spread ability: during the infection of the human urogenital tract, the pyriform, oval protist transforms into an amoeboid-adherent cell in order to maximize the surface towards the host epithelium, while remaining extracellular. This morphogenesis is – dependent on the strain virulence – achieved within several minutes and is reversible at the same speed rate. This dissertation shows that the amoeboid stage is primarily controlled by the actin-based cytoskeleton, as it is already known for other amoeboid organisms. The identification of actin-associated proteins by means of co-immunoprecipitation and subsequent sequencing using MALDI-TOF reveals an actin machinery with canonical actin-binding proteins, except a motor protein. The ubiquitous eukaryotic actin motor protein Myosin is responsible for the transport along actin filaments and could still not be identified for T. vaginalis. The actin-binding protein TvFIM1, which belongs to the class of Fimbrins, was characterized in immunofluorescence and in vitro studies more thoroughly. TvFIM1 enhances the polymerization of actin monomers into filaments and bundles them in a parallel and anti-parallel manner. During the transition into the amoeboid stage the protein re-localizes in distinct accumulations on the outer sites of the pseudopodia and in clusters which act dynamically. Also during the phagocytosis of yeast TvFIM1 localizes to the surrounding site of the parasite, always co-localizing with actin. For live cell imaging the green fluorescent protein (GFP) has been established as a marker for TvFIM1 in the anaerobic organism T. vaginalis with limitations. As a further component of the cytoskeleton Centrin has been characterized in detail in T. vaginalis. TvCEN1, 2, 4 and 6 are the highest expressed of all eight Centrin homologues and always locate at the undulating membrane and in the atractophore, the sum of all five basal bodies of the flagella, which are connected via sigmoid fibers. The localization does not change during cell division, suggesting that Centrin in T. vaginalis has a structuring function of microtubules. The contractile function of the protein supports the connection of the recurrent flagellum with the costa, a supportive, rigid structure in the cytosol. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Ökologische Pflanzenphysiologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 11.09.2014 | |||||||
| Dateien geändert am: | 11.09.2014 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 14.07.2014 | |||||||
| Datum der Promotion: | 03.09.2014 |
