Molekulare Grundlage der Biogenese der Parasitophoren Vakuole von Plasmodium falciparum
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Während des intraerythrocytären Entwicklungcyclus des Malaria-Erregers Plasmodium falciparum verbleibt der Parasit innerhalb eines besonderen Kompartimentes, der parasitophoren Vakuole (PV). Die parasitophoren Vakuolenmembran (PVM) schirmt den Erreger gegenüber dem Wirtszell-Cytosol ab. Folglich müssen alle essentiellen Prozesse wie der Transport von Nährstoffen und Stoffwechselprodukten, sowie der Export von Proteinen des Parasiten, die die Wirtszelle modulieren, über die PVM erfolgen. Bisher sind die Bildung und Reifung der PVM unbekannt und das Proteinrepertoire der PVM nur teilweise beschrieben und es ist nicht bekannt, welche Rolle die Proteine der PVM bei solchen Transportprozessen haben. In Verlauf der Förderungsperiode des Projektes konzentrierten wir uns auf die Identifizierung von Proteinen, die mit der parasitophoren Vakuolenmembran (PVM) des Parasiten assoziiert sind. Dazu wurde die PVM und die PVM-assoziierten Proteine angereichert und das Repertoire der Proteine aus dieser Fraktion wurde mittels Massenspektrometrie analysiert. Als Startmaterial wurden sog. PEMS (parasitophorous vacuolar membrane enclosed merozoite structures) eingesetzt, die durch den Einfluss des Cystein-Protease-Inhibitors E64 entstehen. Die massenspektrometrische Analyse der PVM-angereicherten Fraktion führte zur Identifizierung einer Reihe bekannter Proteine, die bereits als PVM-assoziierte Proteine beschrieben wurden und zur Identifizierung von Proteinen mit anderer subzellulärer Lokalisation als der PVM, aber auch zur Identifizierung unbekannter Proteine des Parasiten. Von diesen wurden einige Proteine für die Generierung von Antiseren selektiert. Bisherige Immunolokalisationsstudien zeigten, dass einige der ausgewählten Proteine auf der Merozoitenoberfläche lokalisiert sind. Mittels Kolokalisation mit dem bereits bekannten Protein EXP-1 ist ein unbekanntes Protein in der PVM oder PV nachgewiesen worden. Die Topologie des Proteins in der Membran, dessen Biogenese und Transport werden derzeit analysiert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2004). Synthesis and antiplasmodial activity of a cysteine-protease inhibiting biotinylated aziridine-2,3-dicarboxylate. Biol. Chem. 385, 435-438
Gelhaus, C., Vicik, R., Hilgenfeld, R., Schmidt, C. L., Leippe, M. and Schirmeister, T.
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(2005). Blocking effect of a biotinylated protease inhibitor on the egress of Plasmodium falciparum merozoites from infected red blood cells. Biol. Chem. 386, 499-502
Gelhaus, C., Vicik, R., Schirmeister, T., Leippe, M.
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(2005). Fractionation and identification of proteins by two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry: towards proteome analysis of Plasmodium falciparum. Proteomics 5(16), 4213-4222
Gelhaus, C., Fritsch, J., Krause, E., and Leippe, M.
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(2006). Aziridide based inhibitors of cathepsin L - Synthesis, inhibition activity, and docking studies. ChemMedChem 1(10),1126-1141
Vicik, R., Busemann, M., Gelhaus, C., Stiefl, N., Scheiber, Schmitz, W., Schulz, F., Mladenovic, M., Engels, B., Leippe, M., Baumann, K., Schirmeister, T.
