Language
Синтез против утилизации сложного эфира

Новости

ДомДом / Новости / Синтез против утилизации сложного эфира
search
СВЕЖИЕ НОВОСТИ

May 30, 2023

1 км

Jan 06, 2024

40 потрясающих фактов о пищевой промышленности

Mar 25, 2023

40 потрясающих фактов о пищевой промышленности

Nov 06, 2023

6 нанотехнологических компаний, на которые стоит обратить внимание

May 30, 2023

Aβ1

ОТПРАВИТЬ ЗАПРОС
ПРЕДСТАВЛЯТЬ НА РАССМОТРЕНИЕ

May 18, 2023

Синтез против утилизации сложного эфира

Том коммуникативной биологии

Биология связи, том 6, Номер статьи: 306 (2023) Цитировать эту статью

646 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Toxoplasma gondii — широко распространенный зоонозный патоген, поражающий домашний скот, а также человека. Исключительная способность этого паразита размножаться в нескольких типах ядросодержащих клеток-хозяев требует скоординированного использования эндогенных и полученных от хозяина питательных ресурсов для мембранного биогенеза. Фосфатидилэтаноламин является вторым по распространенности глицерофосфолипидом у T. gondii, но то, как удовлетворяется его потребность на стадии остроинфекционных быстроделящихся тахизоитов, остается загадкой. Эта работа показывает, что паразит использует пути синтеза и восстановления de novo для удовлетворения своей потребности в сложноэфирных и эфир-связанных PtdEtn. Опосредованное ауксином истощение фосфоэтаноламинцитидилтрансферазы (ECT) вызывало летальный фенотип у тахизоитов из-за нарушения инвазии и деления клеток, что раскрывает жизненно важную роль пути CDP-этаноламин во время литического цикла. Соответственно, комплекс внутренней мембраны оказался разрушенным одновременно с уменьшением его длины, ширины паразита и основных фосфолипидов. Комплексный липидомный и изотопный анализ мутанта TgECT выявил эндогенный синтез сложного эфира-PtdEtn и спасение эфир-связанных липидов из клеток-хозяев. Короче говоря, это исследование демонстрирует, как T. gondii использует различные средства для производства различных форм PtdEtn, демонстрируя при этом терапевтическую значимость его синтеза de novo.

Тип простейших Apicomplexa включает множество распространенных внутриклеточных патогенов, таких как токсоплазмы, плазмодии, эймерии и криптоспоридии. Toxoplasma gondii — единственный известный вид этого рода — обладает замечательной способностью инфицировать многие типы ядросодержащих клеток у различных позвоночных; поэтому он признан одним из наиболее успешных патогенов. Естественное заражение хозяев T. gondii начинается с проглатывания ооцист или цист, содержащихся в зараженной пище. Стадии спорозоита и брадизоита, высвобождаемые из ооцисты или кисты соответственно, инфицируют эпителий желудка и в дальнейшем развиваются в высокоинфекционную, беспорядочную и быстро делящуюся стадию тахизоита, которая размножается в других тканях, в конечном итоге вызывая некроз посредством постоянных литических циклов1,2. При физико-химическом и иммунном стрессе некоторые тахизоиты дифференцируются в инцистированные брадизоиты, создавая хроническую инфекцию. Для внутриклеточного размножения в клетках-хозяевах паразит должен производить достаточную мембранную биомассу посредством путей синтеза и спасения, многие из которых обеспечивают превосходные антипаразитарные терапевтические цели3,4.

Глицерофосфолипиды составляют основной ингредиент биомембран тахизоитов T. gondii4,5,6,7,8. Фосфатидилхолин (PtdCho), фосфатидилэтаноламин (PtdEtn), фосфатидилтреонин (PtdThr), фосфатидилсерин (PtdSer), фосфатидилинозитол (PtdIns), фосфатидилглицерин (PtdGro) и фосфатидат (PtdOH) являются типичными фосфолипидами, присутствующими в тахизоиты и необходимы для оптимального литического цикла5,7, 9,10,11,12. Помимо своей обычной роли в репликации паразитов, многие фосфолипиды недавно стали ключевыми игроками в гомеостазе кальция и передаче сигналов, способствуя скользящей подвижности, инвазии и выходу тахизоитов7,12,13,14,15. Паразит способен синтезировать фосфолипиды, используя предшественники, полученные из клетки-хозяина5,7,9,10,11,12,16,17,18,19. Кроме того, он может спасти определенные виды/зонды фосфолипидов из внеклеточной и/или внутриклеточной среды12,18,20.

PtdEtn – второй по распространенности фосфолипид в тахизоитах, присутствующий в сложноэфирной и эфир-связанной формах5,6,7. Несколько путей могут производить сложный эфир-PtdEtn, включая различные декарбоксилазы PtdSer (PSD), расположенные в митохондриях паразита и паразитофорной вакуоли, CDP-этаноламин, известный как путь Кеннеди, в эндоплазматическом ретикулуме и посредством P4-АТФазы-опосредованного переворота в плазматической мембране5,10, 20,21. Его эндогенный синтез по пути CDP-этаноламин требует каркаса из диацилглицерина, который может быть создан тахизоитами18. Хотя PtdEtn с эфирной связью еще не изучен на T. gondii, он содержит алкилглицериновую основу, образованную алкилглицеронфосфатсинтазой в клетках млекопитающих22. С функциональной точки зрения коническая форма сложного эфира-PtdEtn способствует искривлению мембраны, регулируя события отпочкования, слияния и деления и тем самым облегчая мембранно-белковые взаимодействия23. С другой стороны, форма ether-PtdEtn обеспечивает более прочные межмолекулярные водородные связи между головными группами, что приводит к снижению текучести мембраны22,24.

100 residues compared to canonical homologs. TgECT is exceptional with a long extension of about 500 amino acids, resulting in a 3× larger protein than its non-apicomplexan counterparts (Fig. 1a)./p>16 parasites were barely present under ECT-depleted conditions, contrasting with the control cultures. In agreement, the assessment of endodyogeny demonstrated a strongly impaired daughter cell formation only in the IAA-treated TgECT-AID-3xHA mutant (Fig. 3b)./p>200 parasitophorous vacuoles. e Invasion efficiency of the indicated strains (−/+IAA). A total of >1000 events were scored for the shown bar graphs. f Gliding motility of tachyzoites. TgSAG1-stained parasites were analyzed for the motile fraction (200–400 cells, n = 4 assays) and trail length (>60 trails per group, except for IAA-treated TgECT-AID-3xHA (13 trails)). g The yield of tachyzoites (−/+IAA). HFF monolayers (106 cells) were infected with indicated strains (MoI = 1) and cultured for 48 h with or without IAA, followed by parasite counting. The (a–g) show data from n = 3 or more experiments (means ± S.E.; *p ≤ 0.05, **p ≤ 0.01, ***p ≤ 0.001)./p>5-fold), C34:2 (∼11x), C36:2 (∼10x), C38:4 (∼6x) and C40:5 (∼6x) (Fig. 7c), which confirmed the presence of a functional CDP-ethanolamine pathway5,10. The IAA-mediated ECT depletion impaired the isotope labeling of C34:1, C34:2, and C36:2 species, consistent with the observed decline in their content (Fig. 7a). By contrast, the 13C2-labeling of C38:4 and C40:5 PtdEtn were not affected by IAA (Fig. 7c) in accord with their unperturbed or increased levels (Fig. 7a). Tachyzoites grown in 13C2-ethanolamine-labeled host cells did not show isotopic enrichment in any of the ester-PtdEtn species ruling out salvage of these lipids (Fig. 7c). Inversely, we witnessed an opposite phenomenon for ester-PtdEtn species (A34:2, A36:5) that were 13C2-enriched (∼4–5x) in intracellularly-grown but not in host-free parasites (Fig. 7d). Other lipid species (A38:5, A38:6, A40:6) were labeled equally under both settings (∼2–3x), and as expected, no change in 13C2-labeling of ether-PtdEtn was seen upon depletion of ECT. The data entail that ester-PtdEtn species are synthesized primarily de novo using the CDP-ethanolamine pathway, while the parasite salvages ether-linked PtdEtn species from its host cell./p>600 amu; MS2 range 50-1050 amu) with an accumulation time of 150 ms, collision energy of 35 V and a CE spread of 15 V. Data processing was done using the Analytics module of SciexOS and MSDial42./p>