Interactions of Trypanosoma brucei FOF1 ATP Synthase Subunits - An Application of Yeast Two Hybrid

Matthias GUGGENBERGER

Bachelor's thesis

Abstract:

The FOF1 -ATP synthase has a unique composition and function in Trypanosoma brucei, a flagellated parasite endemic to developing regions of the world where it causes Human African Trypanosomiasis (HAT) and Nangana in cattle. Currently there are no good treatments to cure the disease as most of the medicine is antiquated, difficult to administer and highly toxic. Because of the unique properties of the T. brucei FOF1-ATP synthase, this enzyme is considered a possible drug target. This final component of the oxidative phosphorylation pathway actually works in reverse during the infectious stage of this parasite as it needs to hydrolyze ATP to maintain the essential mitochondrial membrane potential in the absence of a cytochrome mediated respiratory chain. In addition to the well conserved eukaryotic subunits, this large complex is also comprised of several subunits that have no known homology outside of kinetoplastids, an ancient group of protists with a unique mitochondrial DNA structure. To further explore the composition and organization of this potential drug target, we employed the technique of yeast two-hybrid to map the protein-protein interactions of the individual subunits. Our preliminary results suggest that important information about the organization of the T. brucei FOF1-ATP synthase can be gleaned from this experimental approach.

Abstract:

Trypanosoma brucei je jednobuněčný parazit způsobující závažnou spavou nemoc u lidí a nemoc zvanou nagana u zvířat. Tato onemocnění jsou endemická v rozvojových zemí subsaharské Afriky. I když v poslední době klesá počet nakažených lidí, spavá nemoc je letální pokud je neléčena. Bohužel i dostupná léčba je silně nevyhovující z důvodů své toxicity, efektivity vůči rezistentním kmenům a náročnosti na aplikaci. Proteinový komplex FoF1 ATPsyntáza je životně důležitý pro buňku parazita a jeho složení a funkce je rozdílná od komplexu buňky lidské. Kromě velmi dobře konzervativních podjednotek FoF1 ATP syntázy tento komplex také obsahuje nové podjednotky, které nemají homology mimo skupinu trypanozóm. I funkce tohoto komplexu je jedinečná, jelikož tento komplex nevytváří ATP, jak jeho jméno napovídá, ale tuto molekulu hydrolyzuje za účelem vytvoření membránového potenciálu a tudíž funguje jako FoF1 ATPáza. Díky těmto vlastnostem je tento proteinový komplex považován za možný cíl pro vývoj nových chemoterapeutik. Detailní zkoumání tohoto komplexu může osvětlit funkci nových podjednotek a také jejich pozici v rámci komplexu. Z tohoto důvodu jsme se rozhodli studovat proteinové interakce znamých i nových podjednotek in vivo metodou ?yeast-two-hybrid?. Z dostupných výsledků je patrné, že tento přístup je možný a přínosný a pomůže vytvořit mapu proteinových interakcích podjednotek FoF1 ATPázového komplexu u T. brucei.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2013

Accessible from:: 17. 5. 2013

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Alena Panicucci Zíková, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biological Chemistry