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Feb 02, 2024

Plasmodium berghei 난모낭은 지방산 합성 및 청소 경로를 보유합니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12700(2023) 이 기사 인용 측정항목 세부정보 말라리아 기생충은 박테리아를 통해 정점세포 소기관에서 지방산 합성(FAS)을 수행합니다.

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12700(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

말라리아 기생충은 박테리아 관련(유형 II) 효소 경로를 통해 정점세포 소기관에서 지방산 합성(FAS)을 수행합니다. 척추동물 숙주에서 외적혈구 Plasmodium 단계는 FAS에 의존하는 반면, 적혈구 내 단계는 환경에서 FA를 청소하는 데 의존합니다. 모기에서 P. falciparum 난모낭은 포자소체 형성을 위해 FAS 효소를 발현하고 이에 의존하지만, P. yoelii 난모낭은 FAS 효소를 발현하지도 의존하지도 않으므로 포자생성을 지원하기 위해 FA 청소에 의존합니다. P. berghei에서 FAS 효소는 포자형성을 위해 유사하게 소모될 수 있으며 이는 P. yoelii 시나리오와 일치함을 나타냅니다. 우리는 예기치 않게 P. berghei가 난모낭 발달 전반에 걸쳐 FAS 효소를 발현한다는 것을 보여줍니다. 이러한 발견은 P. berghei가 포자형성 및 전달을 최대화하기 위해 FA 청소와 함께 FAS를 사용할 수 있으며 난모낭에 의한 FA 획득과 관련하여 이전에 가정했던 것보다 P. falciparum과 더 유사하다는 것을 나타냅니다. FAS와 청소 사이를 전환하는 난모낭의 능력은 Plasmodium 기생충과 모기 벡터 사이의 자원 이용의 비경쟁 관계에서 중요한 요소가 될 수 있으며, 이는 곤충과 척추동물 모두에서 기생충 독성을 형성합니다.

말라리아는 Plasmodium 속의 apicomplexan 기생충 감염으로 인해 발생하는 생명을 위협하는 전염병으로 남아 있으며, P. falciparum은 여러 인간 말라리아 기생충 종 중에서 가장 치명적입니다. 임상 증상은 혈액 단계(적혈구 내) 무성 기생충에 의해 발생하며, 그 중 작은 비율은 모기에 의한 전염을 촉진하는 성 단계 전구 세포(배우세포)로 발전합니다. 말라리아 기생충 전파는 암컷 모기의 혈액 식사와 함께 수컷 및 암컷 배우자 세포의 흡수로 시작됩니다. 곤충 내부에서 일어나는 주요 발달 단계는 다음과 같습니다: (i) 중장 내강에서의 배우자 형성 및 수정; (ii) 접합체를 오키네테(ookinetes)라고 불리는 길쭉한 운동성 형태로 변형시키는 것; (iii) 오키네테가 중장 상피를 통과한 후 어린 난모낭으로 전환됩니다. (iv) 수천 개의 포자소체를 생성하기 위한 난모낭의 성장 및 분열, 즉 포자생식이라 불리는 과정; (v) 난모낭으로부터의 포자소체 배출 및 모기 타액선의 군집화. 포자소체에 감염된 모기에 물린 후, 간 단계(적혈구외) 무성 기생충이 발생하여 새로운 혈액 단계 감염이 시작되어 Plasmodium 수명 주기가 완료됩니다.

지방산(FA)은 세포막과 신호 분자의 생합성에 필요한 필수 세포 구성 요소입니다. 말라리아 기생충은 새로운 합성과 환경에서 청소/흡수를 통해 FA를 획득합니다. 단쇄에서 중쇄 지방산 합성(FAS)은 유물 엽록체인 정점세포 소기관에서 수행되고, 장쇄 FA를 생성하기 위한 추가 FA 신장(FAE)은 소포체(ER) 막에서 두 가지를 사용하여 수행됩니다. 평행하고 기능적으로 관련된 효소 경로(그림 1)1. FAS의 핵심은 다음을 포함하는 4단계 효소 주기입니다: (i) 아실-ACP 연장효소(FabB/F, PBANKA_0823800)에 의해 촉매되는 아실-아실 운반 단백질(아실-ACP)과 아세토아세틸-ACP의 축합; (ii) 케토아실-ACP 환원효소(FabG, PBANKA_0823800)에 의해 촉매되는 케토아실-ACP의 감소; (iii) 하이드록시아실-ACP 탈수효소(FabZ, PBANKA_1338200)에 의해 촉매되는 하이드록시아실-ACP의 탈수; (iv) 에노일-ACP 환원효소(FabI, PBANKA_1229800)에 의해 촉매되는 에노일-ACP의 감소(그림 1). FAE는 다른 단백질 세트에 의해 수행되는 유사한 효소 경로를 사용하며 ACP 대신 조효소 A(CoA)를 아실 운반체로 사용합니다(그림 1).

Plasmodium의 지방산 합성(FAS) 및 신장(FAE)에 관여하는 효소 경로. 촉매작용에 관련된 효소는 빨간색 글꼴로 표시됩니다. FabB/F, 아실-ACP 연장효소; FabG, 케토아실-ACP 환원효소; FabZ, 하이드록시아실-ACP 탈수효소; FabI, 에노일-ACP 환원효소; ELO-A/B/C, 아실-CoA 연장효소 A/B/C; KCR, 케토아실-CoA 환원효소; DEH, 하이드록시아실-CoA 탈수효소; ECR, 에노일-CoA 환원효소.