Kataláza: co se stalo v evoluci Trypanosomatidae?

Mgr. Claretta BIANCHI

Doctoral thesis

Catalase: what happened in the evolution of Trypanosomatidae?

Abstract:

Catalase is an enzyme able to convert hydrogen peroxide (H2O2), a by-product of aerobic metabolism, into water and oxygen. A phylogenetic reconstruction of the catalase evolutionary history is complicated by frequent horizontal gene transfer events, especially among prokaryotes. Eukaryotes gained the gene encoding catalase from different sources; yet, despite its extremely wide distribution, several groups lack an identifiable homolog of catalase in their genomes. Trypanosomatids are one such a peculiar example. The family Trypanosomatidae is an interesting group of flagellated parasites. They can be non-taxonomically subdivided into monoxenous (one host) and dixenous (two host) species. The dixenous Leishmania and Trypanosoma spp. are important pathogens of human. Before this work, the gene encoding catalase was found only in monoxenous representatives of subfamily Leishmaniinae: genera Crithidia, Leptomonas, and Novymonas. In this thesis we report discovery of active catalase in Blastocrithidiinae (genera Blastocrithidia and Obscuromonas) and in Vickermania spp. We also confirm that the exogenous presence of catalase is incompatible with dixenous lifestyle of Leishmania.

Abstract:

Kataláza je enzym schopný rozložit peroxid vodíku (H2O2), vedlejší produkt aerobního metabolismu, na vodu a kyslík. Fylogenetická rekonstrukce evoluční historie katalázy je komplikována častými horizontálními přenosy genů, zejména mezi prokaryoty. Eukaryota získala gen kódující katalázu z různých zdrojů; přesto, přes jeho extrémně širokou rozšířenost, několik skupin postrádá identifikovatelný homolog katalázy v jejich genomech. Trypanosomatidy jsou jedním takovým zvláštním příkladem. Čeleď Trypanosomatidae je zajímavou skupinou bičíkovitých parazitů. Mohou být netaxonomicky rozděleny na monoxenní (jeden hostitel) a dixenní (dva hostitelé) druhy. Dixenní Leishmania a Trypanosoma spp. jsou významnými lidskými patogeny. Před touto prací byl gen kódující katalázu nalezen pouze u monoxenních zástupců podčeledi Leishmaniinae: rodů Crithidia, Leptomonas a Novymonas. V této práci referujeme o nálezu aktivní katalázy u Blastocrithidiinae (rody Blastocrithidia a Obscuromonas) a u Vickermania spp. Rovněž potvrzujeme, že exogenní přítomnost katalázy je neslučitelná s dixenním životním stylem Leishmania.

Keywords

Trypanosomatidae, monoxenní, dixenní, horizontální přenos genů, kataláza.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 3. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 14. 4. 2022
• Supervisor: prof. Vyacheslav Yurchenko, Ph.D., prof. Vyacheslav Yurchenko, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology / Biology