Thiol-Redox-Kontrolle in dem singulären Mitochondrium der Typanosomen

• Antragstellerin: Professorin Dr. R. Luise Krauth-Siegel
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 286482526

Trypanosomatiden, zu denen die Erreger zahlreicher Tropenkrankheiten gehören, haben einen einzigartigen, Trypanothion-abhängigen Thiol-Redox-Stoffwechsel. Der Parasiten-spezifische Metabolit wird aus Spermidin und zwei Molekülen Glutathion synthetisiert und durch das Flavoenzym Trypanothionreduktase in reduzierter Form gehalten. 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 liefert die Reduktionsäquivalente für verschiedene Redoxproteine wie Tryparedoxin, Thioredoxin und Glutaredoxin. Für keinen einzigen Vertreter der Trypanosomatiden wurde(n) das/die in einem Zellorganell vorkommenden niedermolekulare(n) Thiole identifiziert. Ziel des Projektes ist es aufzuklären, ob Glutathion und/oder Trypanothion in dem stadienspezifisch regulierten einzelnen Mitochondrium von Trypanosoma brucei vorkommt, wie die Thiole in das Organell gelangen und wie das Redox-Gleichgewicht der cytosolischen und mitochondrialen Thiol-Pools beeinflusst wird, wenn die Parasiten oxidativem Stress ausgesetzt sind. Der zweite Ansatz beschäftigt sich mit der physiologischen Rolle eines wahrscheinlich essentiellen mitochondrialen Thioredoxin-ähnlichen Proteins, das ausschließlich in Trypanosomatiden vorkommt. Diese Untersuchungen umfassen die strukturelle und funktionale Analyse des rekombinanten Proteins sowie die Erzeugung und Charakterisierung konditionaler Knockout-Zelllinien. Die geplanten Arbeiten sollten einen umfassenden Einblick in den Thiol-Stoffwechsel des Mitochondriums der Parasiten geben und zeigen, ob das neuartige Thioredoxin das fehlenden Glied zwischen den niedermolekularen Thiolen und den mitochondrialen Thiol-Peroxidasen bildet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen