Caracterização de uma proteína quinase do fator de início de tradução, eif2, regulada por heme e envolvida no controle do crescimento e diferenciação de trypanosoma cruzi

Caracterização de uma proteína quinase do fator de início de tradução, eif2, regulada por heme e envolvida no controle do crescimento e diferenciação de trypanosoma cruzi

Author Augusto, Leonardo da Silva Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Schenkman, Sergio Schenkman Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Microbiologia e Imunologia
Abstract Environmental variations cause a decrease in protein synthesis at the expense of the translation of certain proteins by the phosphorylation of the ? subunit of translation initiation factor (eIF2?) of eukaryotes. This mechanism also seems to be essential to the alternation of developmental stages of protozoan parasites on their hosts. Therefore, in this thesis, we investigated the role of eIF2? phosphorylation in the biology of the Trypanosoma cruzi, the protozoan that causes Chagas? disease. We showed that this phosphorylation is essential for the generation of infective forms. Unlike other eukaryotes, the eIF2? of Trypanosoma have an N-terminal domain that is phosphorylated at the serine 43, besides the canonical site of phosphorylation of threonine 169, equivalent to the serine 51 of other organisms. Phosphorylation of both residues is involved in triggering the differentiation of T. cruzi. In addition, we study one of the three eIF2? kinases foretold in the genome of trypanosomes. We showed that the protein kinase 2, called TcK2, is inserted into the endosomal compartment membranes of proliferative forms of T. cruzi, where are stored proteins, lipids and heme. The heme binds to TcK2 causing its inhibition and enabling proliferation. In the absence of the heme TcK2 is activated leading to a halt in protein synthesis and formation of infective forms. TcK2 gene deletion prevented differentiation, and heme was not retained in the endosomes. The parasite showed increased levels of H2O2 due to the inhibition of peroxidase and activation of superoxide dismutase activities, which results in an increase of reactive oxygen species causing damage to parasites. We concluded that TcK2 plays a key role in the development of T. cruzi through the control of protein synthesis and of the redox balance based on the quantities of heme available for the parasite.

Variações ambientais causam uma menor síntese proteica em detrimento da tradução de determinadas proteínas pela fosforilação da subunidade ? do fator de início de tradução (eIF2?) de eucariotos. Este mecanismo parece ser também essencial na alternância dos estágios de desenvolvimento de protozoários parasitas nos seus hospedeiros. Assim, nesta tese, investigamos o papel da fosforilação de eIF2? na biologia do Trypanosoma cruzi, o protozoário causador da doença de Chagas. Mostramos que esta fosforilação é essencial para a geração de formas infectivas. Diferentemente dos demais eucariotos, o eIF2? de tripanossomas tem um domínio N-terminal a mais que é fosforilado na serina 43, além do sítio canônico de fosforilação da treonina 169, equivalente a serina 51 de outros organismos. A fosforilação de ambos os resíduos está envolvida no desencadeamento da diferenciação de T. cruzi. Também estudamos uma das três proteínas quinases de eIF2? preditas no genoma de tripanossomas. Mostramos que a proteína quinase 2, denominada TcK2, está inserida em membranas do compartimento endosomal de formas proliferativas do T. cruzi, onde são estocadas proteínas, lipídeos e heme. O heme se liga a TcK2 causando sua inibição e permitindo a proliferação. Na ausência de heme a TcK2 é ativada levando a uma parada na síntese proteica e formação de formas infectivas. A deleção gênica da TcK2 impede a diferenciação e leva os parasitas a não estocar o heme nos endossomos e sim no citosol, causando a um aumento dos H2O2 devido a uma inibição dos níveis de peroxidase e ativação de superóxido dismutase, que resulta em um aumento de espécies reativas de oxigênio gerando danos aos parasitas. Concluímos que a TcK2 tem um papel fundamental no desenvolvimento do T. cruzi através do controle da síntese proteica e do balanço redox em função das quantidades de heme disponíveis no parasita.
Keywords trypanosoma cruzi
eif2
trypanosoma cruzi
eif2
Language Portuguese
Date 2014-11-30
Published in AUGUSTO, Leonardo da Silva. Caracterização de uma proteína quinase do fator de início de tradução, eif2, regulada por heme e envolvida no controle do crescimento e diferenciação de trypanosoma cruzi. 2014. 133 f. Tese (Doutorado) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2014.
Research area Microbiologia
Knowledge area Ciências biológicas
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 133 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=1475394
Access rights Closed access
Type Thesis
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/47996

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