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Projekt
Genetisch kodierte Biosensoren zur Analyse von Redoxänderungen im Trypanothion-basierten Thiolstoffwechsel der Trypanosomen
Antragstellerin
Professorin Dr. R. Luise Krauth-Siegel
Fachliche Zuordnung
Biochemie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251665161
Trypanosomen und Leishmanien besitzen weder Glutathionreduktasen noch Thioredoxinreduktasen, Enzyme, die nahezu ubiquitär vorkommen und verantwortlich sind, das reduzierende Milieu der Zelle aufrecht zu halten. Die Thiol-Redox-Homöostase der parasitären Protozoen basiert auf Trypanothion, einem aus dem Polyamin Spermidin und zwei Molekülen Glutathion aufgebauten Konjugat. Alle an der Biosynthese und Reduktion des Trypanothions beteiligten Enzyme finden sich im Cytosol der Zelle. Hier reduziert Trypanothion durch direkten Thiol/Disulfid-Austausch Glutathiondisulfid und Redoxproteine wie Tryparedoxin, Thioredoxin und Glutaredoxine. Messungen des Gesamtgehalts an Glutathion, Glutathionylspermidin und Trypanothion zeigten, dass der Pool an niedermolekularen Thiolen sehr unterschiedlich beeinflusst wird, wenn die Blutstromform von Trypanosoma brucei, dem Erreger der Afrikanischen Schlafkrankheit bzw. Rinderseuche Nagana, exogenen oder endogenen oxidativen Stressen ausgesetzt wird. Diese Art Analysen kann aber keinerlei Information über die spezifische Situation in den verschiedenen Kompartimenten der Zelle liefern. Ziel dieses Projektes ist es, Zelllinien zu erzeugen, die verschiedene roGFPs (redox active Green Fluorescent Proteins) im Cytosol sowie Intermembranraum und Matrix des singulären Mitochondriums von T. brucei exprimieren und hiermit eine Zellkompartiment-spezifische Analyse des Thiol-Redoxstatus unter Steady State und Thiol-Redox-Switch-Bedingungen in den intakten Parasiten erlauben. Die wichtigsten hierbei zu bearbeitenden Fragen sind: Korreliert der Gesamtzell-Thiolgehalt mit dem Thiolstatus im Cytosol der Parasiten? Welcher Zusammenhang besteht zwischen dem Thiol-Stoffwechsel des Cytosols und dem der mitochondrialen Kompartimente? Wie verhält sich der Thiol-Stoffwechsel des vollentwickelten Mitochondriums der Insektenform zu dem des rudimentären Organells der infektiösen Blutstromparasiten? Welchen Effekt hat die Depletierung der Trypanothion-Biosynthese oder -Reduktion auf die cytosolische und mitochondriale Thiol-Redox-Homöostase? Fungieren die beiden, im Cytosol bzw. Intermembranraum des Mitochondriums lokalisierten, Glutaredoxine als reversible Thiol-Redox-Schalter?Die geplanten Arbeiten sollten einen umfassenden Einblick in den cytosolischen und mitochondrialen Thiol-Stoffwechsel afrikanischer Trypanosomen geben. Außerdem ist zu erwarten, dass die erzeugten stabilen Zelllinien attraktive Werkzeuge für weitergehende Untersuchungen möglicherweise redox-regulierter Prozesse wie z. B. der Differenzierung der Parasiten darstellen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
