Úloha SNARE proteinu v biogenezi mitosomů Giardia intestinalis.

Abstract

Většina membránových fúzi probíhajících v eukaryotické buňce je zajišťována SNARE proteiny. Pomocí nich probíhá fúze napříč veškerými endocytickými a sekretorickými drahami, což souvisí s jejich specifickou lokalizací v příslušných buněčných kompartmentech. Stranou tohoto mechanismu stojí pouze mitochondrie a plastidy, jejichž fúze je zajišťována specifickými proteinovými mašineriemi. V této práci jsou shrnuty dosavadní poznatky týkající se membránové fúze zajišťované SNARE proteiny a fúze vnější i vnitřní mitochondriální membrány. Důraz je zde kladen na situaci u bičíkatého parazitického prvoka Giardia intestinalis, kde byla navrhnuta unikátní lokalizace typického SNARE proteinu GiSec20 do redukovaných mitochondrií - mitosomů. Tento protein je navíc esenciální pro přežívání trofozoitů G. intestinalis. V této práci jsme ukázali, že mitosomální lokalizace GiSec20 je dosaženo pouze při episomální expresi protenu, zatímco za fyziologických podmínek je protein lokalizován do endoplazmatického retikula, jako je tomu u ostatních eukaryot. Pomocí GFP tagu se nám podařilo lépe charakterizovat targetovací signál, který se ukázal být přítomen v transmembránové doméně proteinu a který byl dostatečný pro targetování proteinu do mitosomů G. intestinalis, respektive mitochondrie S. cerevisiae. Mitosomální...

SNARE proteins play essential role in most membrane fusions taking place in eukaryotic cell. They are responsible for all fusions that occur across endocytic and secretory pathways. Apart from these processes stand mitochondria and plastids. Fusion of these organelles is directed by specific protein machineries. In this work we review up-to-date information on SNARE mediated membrane fusion and fusion of outer and inner mitochondrial membranes with an emphasis on situation in flagellated protozoan parasite Giradia intestinalis. It was suggested that one of typical SNARE protein in Giardia (GiSec20) is localised to its highly reduced mitochondria called mitosomes. This protein is also essential for surviving of Giardia trophozoites. In this work we show that mitosomal localization of Gisec20 is caused by episomal expression however the protein is localised to endoplasmic reticulum under physiological conditions. Using GFP tag we were able to characterize its targeting signal which showed to be localised in transmembrane domain of GiSec20. This signal targets the protein to mitosomes of G. intestinalis and S. cerevisiae, respectively. Mitosomal localization was prevented by adding 3'UTR to gene sequence and its episomal expression. This suggests existence of targeting mechanism based on information...