Functional characterization of three putative serpentine receptor proteins SR10, SR12 and 7 helix 2 important for the proliferation of asexual and sexual blood stages of the human malaria parasite Plasmodium falciparum

Njila Tchoufack, Emilie Joëlle; Pradel, Gabriele (Thesis advisor); Huber, Michael (Thesis advisor); van Dongen, Joost Thomas (Thesis advisor)

Aachen : RWTH Aachen University (2021)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2021

Kurzfassung

Serpentinrezeptoren (SRs) sind integraler Membranproteine, die an eine Vielzahl von Liganden binden können. Es ist bekannt, dass SRs die Kommunikation innerhalb einer Zelle und ihrer externen Umgebung vermitteln. Viele SRs binden aktivierungsabhängig an das heterotrimere G-Protein, weshalb sie auch als G-Protein-gekoppelte Rezeptoren bezeichnet werden. Obwohl die mutmaßlichen SRs im Genom von Plasmodium falciparum, des Erregers der Malaria tropica, identifiziert wurden, sind die meisten Funktionen dieser Proteine noch unbekannt. Das vorliegende Studienziel war die funktionelle Charakterisierung der mutmaßlichen Serpentinrezeptoren PfSR10, PfSR12 und Pf7 Helix 2 von P. falciparum. Die Expression und Lokalisierung dieser drei Proteine wurde immunhistochemisch und biochemisch unter Verwendung polyklonaler Mausantiseren, die gegen die drei Proteine erzeugt wurden, untersucht. Zusätzlich wurden Parasitenlinien hergestellt, die mit Hämagglutinin-markiertes PfSR10 exprimieren. Um die mögliche Rolle der drei Proteine in P. falciparum zu bestimmen, wurden Gen-Knock-out-Mutanten mit Hilfe konventioneller und selektiver Gendisruption generiert. Die Knock-out-Parasitenlinien wurden dann zur phänotypischen Charakterisierung der asexuellen und sexuellen Entwicklung der Parasiten in vitro verwendet. Die kombinierten Daten zeigen, dass die drei putativen SRs, die in dieser Arbeit untersucht wurden, intrazellulär in Vesikeln lokalisiert sind. PfSR10 und PfSR12 waren sowohl im asexuellen als auch im sexuellen Blutstadium des Parasiten exprimiert, während Pf7 Helix 2 nur in Gametozyten exprimiert war. Zusätzlich zeigten Ko-Immunpräzipitationsassays, dass PfSR10 mit dem Kalzium-bindenden Protein PfERC des endoplasmatischen Retikulums interagiert. Der Verlust von PfSR10 zeigte einen Defekt in der Entwicklung der asexuellen Blutstadien und Gametozyten. Zusätzlich zeigte der Verlust von PfSR10 einen Defekt in der Synthese der sexualstadienspezifischen PfCCp-Proteine. Der Verlust von Pf7 Helix 2 zeigte einen Defekt in der Entwicklung von reifen Gametozyten. Diese Dissertation ist die erste Forschung zur Charakterisierung der PfSR10, PfSR12 und Pf7-Helix 2. Putative SRs, die während dieser Dissertation charakterisiert wurden, könnten zur Charakterisierung anderer PfSRs-Proteine beitragen und sind vielversprechende Kandidaten für die Entwicklung neuer Antimalariamedikamente.

Einrichtungen

• Fachgruppe Biologie [160000]
• Lehr- und Forschungsgebiet Zelluläre und Angewandte Infektionsbiologie [164020]
• [525500-2]