Estudio de nuevos actores en el metabolismo antioxidante de protozoos patógenos

Abstract

La tesis se centra en el estudio de diferentes sistemas antioxidantes presentes en parásitos humanos. Entamoeba histolytica, un parásito intestinal, se expone a cantidades elevadas de especies reactivas del oxígeno (ERO) durante la invasión de tejidos. En primer lugar, esta tesis abarca estudios bioquímicos realizados para llegar a un mejor entendimiento de las propiedades cinéticas y estructurales de una rubredoxina reductasa (EhNROR), una proteína flavodiférrica (EhFDP1), una rubreritrina (EhRr) y dos ferredoxinas (EhFd1-2) presentes en E. histolytica. Dichas proteínas componen sistemas enzimáticos que podrían contribuir a la detoxificación in vivo de O2 y H2O2, y por lo tanto jugar un papel clave en la virulencia del parásito. Se han hecho muchos esfuerzos para entender los mecanismos por los cuales los tripanosomátidos neutralizan las ERO pero se sabe poco sobre las proteínas responsables de la reparación de los daños causados por ellas. La metionina es un aminoácido susceptible de ser oxidado a metionina sulfóxido (MetSO). La reducción de MetSO a metionina es catalizada por las metionina sulfóxido reductasas (MSR), enzimas presentes en casi todos los organismos. MsrA y MsrB son las MSR más conocidas y reparan metionina-S-sulfóxido (Met-S-SO) y metionina-R-sulfóxido (Met-R-SO), respectivamente. Recientemente fue descripta una enzima de Escherichia coli (EcfRMsr), específica para Met-R-SO no peptídica. La segunda parte de esta tesis comprende la caracterización de los dos alelos de TcfRMsr presentes en el genoma diploide de Trypanosoma cruzi. Se llevó a cabo la clonación, expresión, purificación y caracterización enzimática de los dominios catalíticos N-terminales de ambos alelos.

This thesis focuses on the study of different antioxidant systems present in human parasites. Entamoeba histolytica, an intestinal parasite that is the causative agent of amoebiasis, is exposed to elevated amounts of reactive oxygen species (ROS) during tissue invasion. Firstly, this thesis deals with biochemical studies performed to reach a better understanding of the kinetic and structural properties of a rubredoxin reductase (EhNROR), a flavodiiron protein (EhFDP1), a rubrerythrin (EhRr) and two ferredoxins (EhFd1-2) from E. histolytica. In addition, the enzymatic systems herein characterized could contribute to the in vivo detoxification of O2 and H2O2, playing a key role for the parasite defense against ROS. Many efforts have been made to understand the mechanisms by which trypanosomatids neutralize ROS but much less are known about the proteins responsible of repairing the damage created by them. Methionine, for example, is an amino acid susceptible to be oxidized to methionine sulfoxide (MetSO). Reduction of MetSO to methionine is catalyzed by methionine sulfoxide reductase (Msr), an enzyme present in almost all organisms. MsrA and MsrB are the best known Msrs that repair methionine-S-sulfoxide (Met-S-SO) and methionine-R sulfoxide (Met-R-SO) respectively. In addition, an Escherichia coli Msr enzyme (EcfRMsr), specific for non-peptidic Met-R-SO, was recently discovered. The second part of this thesis deals with the characterization of two allelic TcfRMsr present in the diploid genome of Trypanosoma cruzi. In this work, we carried out the cloning, expression, purification and enzymatic characterization of the catalytic TcfRMsr N-terminal domains of both alleles.