Mitochondrion-related organelles in diplomonads

Abstract

Řád Diplomonadida zahrnuje parazitické i volně žijící prvoky, kteří se přizpůsobili prostředí s nedostatkem kyslíku. Jejich mitochondriální organely (hydrogenosom nebo mitosom) jsou redukované, neobsahují Krebsův cyklus nebo elektron-transportní řetězec a některé metabolické dráhy (jako například tvorba ATP pomocí oxidativní fosforylace) jsou zde modifikované nebo úplně chybí. Hlavními rozdíly mezi těmito dvěma organelami je hydrogenosomální produkce vodíku díky enzymu zvaném hydrogenáza a absence tvorby ATP substrátovou fosforylací v mitosomech. Nejvíce prostudované jsou mitosomy lidského patogena Giardia intestinalis a hydrogenosomy parazita lososů Spironucleus salmonicida. Tato práce byla zaměřena na střevního parazita skalár Spironucleus vortens a volně žijícího prvoka Hexamita sp. s cílem identifikovat typ jejich mitochondriálních organel, u kterých zatím není jasné, jestli mají spíše metabolismus hydrogenosomu či mitosomu. Oba prvoci byli pozorováni transmisní elektronovou mikroskopií, pomocí které byly detekovány dvoumembránové váčky, patrně jejich mitochondriální organely. Dále byla připravena homologní protilátka proti hydrogenáze a hydrogenázové maturáze HydE u S. vortens. Hydrogenáza byla pomocí western blotu a imunofluorescenční mikroskopie detekována v cytosolu tohoto prvoka. Na druhou...

Order Diplomonadida includes parasitic and free-living species that adapted to the oxygen-poor environment. They possess reduced form of mitochondria (hydrogenosome or mitosome). These organelles lack Krebs cycle and membrane electron-transport chain. ATP synthesis by oxidative phosphorylation and other mitochondrial metabolic pathways are modified or entirely absent. Main difference between hydrogenosome and mitosome is synthesis of hydrogen using the enzyme hydrogenase and ATP synthesis by substrate level phosphorylation in hydrogenosomes that are absent in mitosomes. The most studied diplomonads are a human pathogen Giardia intestinalis possessing the mitosomes and a salmon parasite Spironucleus salmonicida with hydrogenosomes. This thesis was focused on determining the type of mitochondrial organelles in angelfish parasite Spironucleus vortens and free living Hexamita sp. It has not been described whether they possess the hydrogenosomes or the mitosomes so far. In both protists transmission electron microscopy revealed presence of double membrane vesicles, possibly their mitochondrial organelles. Homologous S. vortens anti- hydrogenase and anti-HydE antibodies were produced and tested in order to determine their cellular localization. Using the western blot analysis and immunofluorescence...