Prokaryotic proteins of antioxidant defense in Trichomonas vaginalis hydrogenosomes

Abstract

Parazitickí protisti s modifikovanou mitochondriou reprezentujú dôležitú a zaujímavú skupinu organizmov, a to nielen z pohľadu evolúcie eukaryotickej bunky, ale naviac predstavujú pôvodcov nebezpečných a rozšírených ochorení, a preto poznatky z oblasti ich biológie predstavujú doležitý nástroj k vývoju nových chemoterapeutík s antiparazitárnym účinkom. Vzhľadom na to, že tieto organizmy osídľujú telesné dutiny hostiteľského organizmu vyznačujúce sa nízkou koncentráciou kyslíka, nie je u nich prítomná typická mitochondria. Namiesto nej obsahujú redukované, mitochondriám príbuzné organely, v ktorých však stále prebiehajú mnohé fyziologicky dôležité procesy. Trichomonas vaginalis je anaerobný bičíkovec osídľujúci vaginálny epitel. Namiesto obvyklých mitochondrií obsahuje hydrogenozómy, organely príbuzné mitochondriám. Hydrogenozómy obsahujú metabolické dráhy generujúce ATP prostredníctvom substrátovej fosforylácie s využitím enzýmov citlivých k poškodeniu kyslíkom, ako sú pyruvát:feredoxín oxidoreduktáza a Fe-Fe hydrogenáza. Vzhľadom na to, že trichomonády nežijú v absolútne anaeróbnom prostredí, museli si vyvinúť komplexné stratégie ako čeliť kyslíku a reaktívnym formám kyslíka (ROS) produkovaným bunkami imunitného systému hostiteľa. Nedávne proteómové a genómové analýzy potvrdilli u T. vaginalis...

Parasitic protists with modified mitochondria represent important and exciting group of organisms, not only from the view of eukaryotic cell evolution but also because these parasites are causative agents of serious and widespread diseases. The study and understanding of their biology is thus necessary for the development of new antiparasitic drugs. These organisms reside in host body cavities with low concentrations of oxygen and while they lack typical mitochondria, they possess mitochondrion-related organelles which still integrate many physiologically important processes. Trichomonas vaginalis is an anaerobic flagellate inhabiting mucosal surface of vagina. Instead of canonical mitochondria, T. vaginalis possesses organelles termed hydrogenosomes. These organelles harbor pathways of ATP-generating metabolism via substrate-level phosphorylation, dependent on enzymes prone to oxidative damage, such as pyruvate:ferredoxin oxidoreductase and Fe-Fe hydrogenase. Because the environment of trichomonads is not fully anaerobic, the parasite had to develop complex strategies to cope with both oxygen and reactive oxygen species (ROS) generated by host immune system cells. Recent data from T. vaginalis proteomic and genomic analyses revealed the presence of bacterial-type proteins potentially participating...