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Feb 02, 2024

Plasmodium berghei オーシストは脂肪酸合成と除去経路を持っています

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12700 (2023) この記事を引用する メトリクスの詳細 マラリア原虫は、細菌によってアピコプラスト細胞小器官で脂肪酸合成 (FAS) を実行します。

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12700 (2023) この記事を引用

メトリクスの詳細

マラリア原虫は、細菌関連 (II 型) 酵素経路を介してアピコプラスト細胞小器官で脂肪酸合成 (FAS) を実行します。 脊椎動物宿主では、赤血球外のプラスモジウム段階はFASに依存するのに対し、赤血球内段階は環境からのFAの除去に依存します。 蚊では、熱帯熱マラリア原虫オーシストはスポロゾイト形成のためにFAS酵素を発現し、これに依存しますが、熱帯熱マラリア原虫オーシストはFAS酵素を発現せず、それに依存せず、したがってスポロゾイト形成をサポートするためにFAスカベンジングに依存します。 P. berghei では、FAS 酵素が同様に胞子形成に利用されており、これは P. yoelii のシナリオに一致していることを示しています。 我々はここで、P. berghei が予期せぬことに、オーシストの発生を通じて FAS 酵素を発現することを示す。 これらの発見は、P. berghei が FA 除去と並行して FAS を利用してスポロゴニーと伝達を最大化することができ、オーシストによる FA 獲得に関して以前に想定されていたよりも P. falciparum に類似していることを示しています。 オーシストがFASと清掃を切り替える能力は、昆虫と脊椎動物の両方における寄生虫の病原性を形成する、マラリア原虫寄生虫とそれらを媒介する蚊との間の資源開発の非競争関係における重要な要素である可能性がある。

マラリアは依然として生命を脅かす感染症であり、マラリア原虫属のアピコンプレックス寄生虫の感染によって引き起こされ、熱帯熱マラリア原虫はいくつかのヒトマラリア原虫種の中で最も致死性が高い。 臨床症状は、血液段階（赤血球内）の無性寄生虫によって引き起こされ、その少数が蚊による感染を促進する性的段階の前駆細胞（生殖母細胞）に成長します。 マラリア原虫の伝播は、雌の蚊による血液粉による雄と雌の生殖母細胞の取り込みから始まります。 昆虫の内部で起こる主な発生段階は次のとおりです。(i) 中腸内腔での配偶子形成と受精。 (ii) 接合子の、オキネテスと呼ばれる細長い運動性形態への変換。 (iii) オーキンテスによる中腸上皮の交差と、それに続く若いオーシストへの変換。 (iv) オーシストの成長と分裂により数千のスポロゾイトが生成されます。これはスポロゴニーと呼ばれます。 (v) スポロゾイトはオーシストから出て、蚊の唾液腺に定着します。 スポロゾイトに感染した蚊による刺咬が成功した後、肝臓段階（赤血球外）の無性寄生虫が発生し、そこから新たな血液段階の感染が開始され、マラリア原虫の生活環が完了します。

脂肪酸 (FA) は、細胞膜とシグナル伝達分子の生合成に必要な必須の細胞成分です。 マラリア原虫は、de novo 合成と環境からの捕捉/取り込みの両方によって FA を獲得します。 短鎖から中鎖の脂肪酸合成（FAS）はアピコプラスト細胞小器官、遺物の葉緑体で行われ、長鎖FAを生成するための追加のFA伸長（FAE）は小胞体（ER）膜で行われます。並行して機能的に関連した酵素経路 (図 1)1. FAS の中心となるのは、以下を含む 4 段階の酵素サイクルです。(i) アシル-ACP エロンガーゼ (FabB/F、PBANKA_0823800) によって触媒される、アシル-アシルキャリアタンパク質 (アシル-ACP) とアセトアセチル-ACP の縮合。 (ii) ケトアシル-ACP レダクターゼ (FabG、PBANKA_0823800) によって触媒されるケトアシル-ACP の還元。 (iii) ヒドロキシアシル-ACP デヒドラターゼ (FabZ、PBANKA_1338200) によって触媒されるヒドロキシアシル-ACP の脱水。 (iv) エノイル-ACP レダクターゼ (FabI、PBANKA_1229800) によって触媒されるエノイル-ACP の還元 (図 1)。 FAE は、異なるタンパク質セットによって行われる同様の酵素経路を使用し、アシル担体として ACP の代わりに補酵素 A (CoA) を使用します (図 1)。

マラリア原虫における脂肪酸合成 (FAS) と伸長 (FAE) に関与する酵素経路。 触媒作用に関与する酵素は赤色のフォントで示されています。 FabB/F、アシル-ACP エロンガーゼ。 FabG、ケトアシル-ACP レダクターゼ。 FabZ、ヒドロキシアシル-ACP デヒドラターゼ。 FabI、エノイル-ACP レダクターゼ。 ELO-A/B/C、アシル-CoA エロンガーゼ A/B/C; KCR、ケトアシルCoAレダクターゼ。 DEH、ヒドロキシアシルCoAデヒドラターゼ。 ECR、エノイルCoAレダクターゼ。