Dokument: Charakterisierung des hydrogenosomalen Proteoms aus dem mikroaerophilen Humanparasiten Trichomonas vaginalis

Titel:	Charakterisierung des hydrogenosomalen Proteoms aus dem mikroaerophilen Humanparasiten Trichomonas vaginalis
Weiterer Titel:	Characterization of the hydrogenosomal proteome of the microaerophilic human parasite Trichomonas vaginalis
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=4745
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20070612-093907-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Pütz, Simone [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,23 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 12.06.2007 / geändert 12.06.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Martin, William [Gutachter] Prof. Dr. Wunderlich, Frank [Gutachter]
Stichwörter:	Hydrogenosomen, Proteom, Trichomonas vaginalis, oxidativer Stress, ASCT, Hydrogenase, Rubrerythrin
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Trichomonas vaginalis ist ein mikroaerophiler Flagellat, der weder Peroxisomen noch bona fide Mitochondrien besitzt, sondern Hydrogenosomen - anaerobe Formen der Mitochondrien. Das hydrogenosomale Proteom wurde analysiert, um die Verwandtschaftsverhältnisse zwi- schen Hydrogenosomen und Mitochondrien sowie Stoffwechsel- und Synthesewege der Hydrogenosomen zu charakterisieren. Dazu wurden hydrogenosomale Proteine in zweidimen- sionalen Gelelektrophoresen aufgetrennt. Durch massenspektrometrische Sequenzierung wurden 84 Proteine unterschiedlicher Funktion durch Vergleich mit der TIGR Genom- Datenbank von T. vaginalis identifiziert. Folgende Erkenntnisse konnten aus der Proteinzusammensetzung dieser Fraktion gewonnen werden: ● Es wurden 17 eukaryotische ribosomale Proteine und vier weitere an Translation und Transkription beteiligte Proteine in der hydrogenosomalen Fraktion identifiziert. Dies ist ein Indiz für co-translationalen Protein-Import in die Hydrogenosomen, da diese Organellen kein Genom besitzen und hydrogenosomale Proteine im Cytosol gebildet werden. Zusätzlich enthielt die hydrogenosomale Fraktion mRNA, die mehr als doppelt so viele Sequenzen für hydrogenosomale Proteine aufwies als aus Gesamtzell-Fraktionen isolierte mRNA. ● Der Anteil der für glycolytische Proteine kodierenden mRNA war ebenfalls um mehr als das zweifache erhöht, und drei glycolytische Enzyme lagen in der hydrogenosomalen Protein- Fraktion vor, was auf Assoziationen glycolytischer Proteine an Hydrogenosomen hinweist. Sowohl co-translationaler Protein-Import in die Organellen als auch Assoziationen glycolytischer Proteine an die Organellen sind bereits von Mitochondrien bekannt. ● Eine Acetat-Succinat-CoA-Transferase – das letzte noch nicht klonierte Enzym des hydro- genosomalen Pyruvat-Stoffwechsels – wurde identifiziert. Diese ASCT gehört zu der Familie der Acetyl-CoA-Hydrolasen/-Transferasen und ist phylogenetisch nicht mit der einzigen bereits charakterisierten ASCT aus Trypanosoma brucei verwandt. ● In den Hydrogenosomen sind die spezifisch an der Reifung von Fe-Hydrogenasen beteiligten Proteine HydG, HydE und HydF lokalisiert. Diese putativen Maturasen waren bisher nur aus anaeroben Bakterien und den Chloroplasten der Grünalge C. reinhardtii bekannt. ● Drei aus Mitochondrien nicht bekannte, bakterielle Proteine sind an Schutzsystemen vor reaktiven Sauerstoffspezies von T. vaginalis beteiligt: eine Thiolperoxidase, die mögliche Alkylhydroperoxid-Reduktase OsmC und Rubrerythrin (Rbr) – ein Nicht-Häm Eisenprotein, das in anaeroben Bakterien H2O2 reduziert. Rbr wies eine in vitro NADPH-abhängige Peroxidase-Aktivität auf, und die Rbr-Transkription konnte durch oxidativen Stress induziert werden. Die anaeroben Hydrogenosomen nutzen somit bakterielle Systeme zum Schutz vor reaktiven Sauerstoffspezies, die sich deutlich von den Schutzsystemen der aeroben Mitochondrien unterscheiden. Trichomonas vaginalis is a microaerophilic flagellate which possesses neither peroxisomes nor bona fide mitochondria, but hydrogenosomes - anaerobic forms of mitochondria. The major aim of this PhD-thesis was to analyze the hydrogenosomal proteome in order to characterize the relationship between hydrogenosomes and mitochondria, and to explore the metabolic capacity of hydrogenosomes. Hydrogenosomal proteins were separated on two-dimensional gels, and 84 proteins with different functions were identified by comparison with the TIGR T. vaginalis genome database. The following conclusions could be drawn from the protein composition: ● 17 eukaryotic ribosomal proteins and four additional proteins involved in translation and transcription were localized in the hydrogenosomal fraction. This indicates co-translational protein import into the hydrogenosomes, because the organelles lack a genome, and organellar proteins are synthesized in the cytosol. Furthermore there was mRNA in the hydrogenosomal fraction which contained twice as many sequences of hydrogenosomal proteins than mRNA isolated from whole cell extract. ● The number of mRNAs coding for glycolytic proteins was also twice as large, and three glycolytic proteins were present in the hydrogenosomal protein fraction. This indicated associations of glycolytic proteins with hydrogenosomes. Both co-translational protein import and associations of glycolytic proteins with the outside of the organelle are well known from mitochondria. ● An acetate-succinate-CoA-transferase – the last unknown sequence of the hydrogenosomal pyruvate metabolism – was identified. This ASCT belongs to an acetyl-CoA-hydrolase/-trans-ferase family, and is phylogenetically unrelated to the only already characterized Trypanosoma brucei ASCT. ● The specific Fe-hydrogenase maturases HydG, HydE, and HydF are localized in the hydrogenosomes. These proteins were known only from anaerobic bacteria and the chloro-plasts of the green alga C. reinhardtii so far. ● Three proteins of bacterial origins, which are not known from mitochondria, are involved in defense against reactive oxygen species in T. vaginalis: a thiolperoxidase, the putative alkylhydroperoxide reductase OsmC, and rubrerythrin (Rbr) – a non-heme iron protein, which reduces H2O2 in anaerobic bacteria. Rbr exhibited an in vitro NADPH-dependent peroxidase activity and Rbr transcription was induced by oxidative stress. Thus the anaerobic hydrogenosomes use defensive mechanisms of bacterial origins against reactive oxygen species, which are quite different from systems found in aerobic mitochondria.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Ökologische Pflanzenphysiologie
Dokument erstellt am:	12.06.2007
Dateien geändert am:	12.06.2007
Promotionsantrag am:	14.03.2007
Datum der Promotion:	03.05.2007