Malaria Journal, 2005; 4: 17-17 (más artículos en esta revista)

Minería de datos de la transcriptome de Plasmodium falciparum: la pentosa fosfato vía y procesos auxiliares

BioMed Central
Zbynek Bozdech (ZBozdech@ntu.edu.sg) [1], Hagai Ginsburg (hagai@vms.huji.ac.il) [2]
[1] School of Biological Sciences, Nanyang Technological University, 637551 Singapore
[2] Department of Biological Chemistry, Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Jerusalem 91904, Israel

Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0], que permite el uso irrestricto, la distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que la obra original sea debidamente citada.

Resumen

El paradigma general que se desprende del análisis de la transcriptome del parásito de la malaria por Plasmodium falciparum es que la expresión de grupos de genes que codifican para enzimas que participan en la misma función en la célula es coordinado. Aquí la coherencia de esta percepción es examinada por el análisis de las vías específicas que metabólicamente relacionados. La vía pentosa fosfato (PPP) es un elemento fundamental de la bioquímica celular, ya que es la principal vía para el reciclado de NADP + a NADPH y para la producción de ribosa-5-fosfato que se necesita para la síntesis de nucleótidos. La función de la PPA depende de la síntesis de NADP + y tiamina pirofosfato, una co-enzima de la enzima transketolase PPP. En este ensayo, la transcripción de los genes que codifican las enzimas que participan en el PPP, tiamina y NAD (P) + síntesis se analizan. Los genes que codifican para dos enzimas esenciales en estas vías, transaldolase y NAD + quinasa no se ha encontrado en el genoma de P. Falciparum. Se encuentra que la transcripción de los genes de cada ruta no siempre es coordinado y suele haber un gen cuya transcripción fija la fecha límite para el pleno despliegue de la actividad de la vía. La actividad de la PPA parece implicar sólo el brazo oxidativa de los productos fitosanitarios que está preparada para la máxima reducción de NADP + y ribosa-5-fosfato de la producción durante las primeras fases del desarrollo del parásito. La síntesis de la tiamina difosfato se prevé que se produzca mucho más tarde que la expresión de transketolase. Más tarde en el ciclo del parásito, el brazo no oxidativo de los productos fitosanitarios que pueden usar la fructosa-6-fosfato y glyceraldehyde-3-fosfato suministrados por glicolisis, se convierte en el despliegue completo de permitir aumentar al máximo la producción de ribosa-5-fosfato. Estas discrepancias requieren investigaciones bioquímicas directo a la prueba de las actividades de las diversas enzimas del parásito en los países en desarrollo. En particular, varias transcripciones de los productos fitosanitarios de codificación de los genes de la enzima mostrar patrón bifásico de transcripción diferencia de la mayoría de las transcripciones que el pico de una sola vez durante el ciclo del parásito. El significado fisiológico de esta modalidad requiere una investigación más a fondo.

Introducción

El análisis de la transcriptome de Plasmodium falciparum ha revelado que durante el intraeritrocitaria desarrollo del parásito, los genes que codifican las enzimas y proteínas que participan en el complejo de funciones celulares, como la transcripción, la replicación o metabolismo energético, la participación de cada uno de muchos productos genéticos, son transcritas en Manera coordinada, el apoyo a la idea de que todos los componentes deben estar presentes en el momento adecuado para permitir la óptima función [1 - 3]. Si bien esto puede ser cierto en general, ya se ha comprobado que el examen de los detalles de determinadas funciones metabólicas revelan algunas importantes desviaciones de este paradigma [4]. Este control también ha proporcionado algunos intrigantes peculiaridades que, a través de detallados estudios bioquímicos pueden revelar algunas funciones específicas-parásito que puede iluminar nuestra comprensión de parasitismo o incluso para proporcionar nuevas dianas para la intervención de quimioterapia. El presente análisis se estudian de la transcriptome de imaginar nuevas vías metabólicas.

Durante la fase eritrocítica el parásito de la malaria se dedica a la intensa síntesis de nucleótidos y se somete a una forma endógena oxidativo producido radicales que deben ser detoxificadas. Al igual que otras células, con el fin de realizar su anabolismo, el parásito no sólo las necesidades de energía (ATP), sino que también la reducción de las necesidades de energía, bajo la forma de NADPH. Las enzimas que funcionan principalmente en la dirección de reducción utilizar NADP + / NADPH par como co-factores en oposición a las enzimas oxidativas, que utilizan el NAD + / NADH cofactor par. La conversión de ribonucleótidos a desoxirribonucleótidos (a través de la acción de ribonucleótido reductasa) requiere NADPH como fuente de electrones. Por lo tanto, cualquier célula que prolifera rápidamente requiere grandes cantidades de NADPH. NADPH se pueden producir durante la glucosa-6-fosfato de oxidación a través de la vía pentosa-fosfato (PPP; Figura 1]. Este itinerario también produce ribosa-5-fosfato (R5P), el azúcar componente de los ácidos nucleicos.

Las reacciones de los PPP operan exclusivamente en el citoplasma. PPP tiene a la vez una oxidativo y no oxidativo brazo. La oxidación medidas, la utilización de la glucosa-6-fosfato (G6P) en el sustrato, se producen al principio de la vía y son las reacciones que generan NADPH. Así, la primera de carbono de la glucosa-6-fosfato es primero oxidado a una lactona (catalizada por la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa) concomitantemente la liberación de dos electrones que reducir una molécula de NADP + a NADPH. El consiguiente decarboxylation de 6-fosfato-D-gluconato (catalizado por 6-phosphogluconate deshidrogenasa) publica dos nuevos electrones, que reducen una segunda molécula de NADP +. A cinco de carbono de azúcar, D-ribulose-5-fosfato, se produce en la reacción. Por isomerización, D-ribulose-5-fosfato se transforma en D-ribosa-5-fosfato (R5P). Para ser utilizado en la síntesis de ácidos nucleicos, R5P se transforma en 5-Phospho-?-D-1-ribosa pyrophosphoric ácido (PRPP) de la ribosa-fosfato diphosphokinase (EC: 2.7.6.1).

Las reacciones no oxidativas de los productos fitosanitarios son principalmente destinados a generar R5P. Igualmente importantes reacciones de los productos fitosanitarios son para convertir la dieta 5 de carbono o azúcares D-ribosa-1-fosfato generado en el salvamento de purinas (que puede ser convertida a R5P lentamente por fosfoglucomutasa; EC: 5.4.2.2) en tanto 6 (fructosa - 6-fosfato) y 3 (glyceraldehyde-3-fosfato) azúcares de carbono que pueden ser utilizados por los senderos de la glicolisis. En la primera reacción, se R5P aceptar dos átomos de carbono de xylulose-5-fosfato (obtenida por epimerization de ribulose-5-P), con un rendimiento de sedoheptulose-7-fosfato y glyceraldehyde-3-fosfato (catalizado por transketolase). Sedoheptulose-7-fosfato transferencias a los tres carbonos glyceraldehyde-3-fosfato (catalizado por transaldolase), con un rendimiento de la fructosa-6-fosfato (F6P) y erythrose-4-fosfato. Erythrose-4-fosfato entonces acepta dos átomos de carbono de una segunda molécula de xylulose-5-fosfato (catalizado por transketolase de nuevo), dando una segunda molécula de F6P y un glyceraldehyde-3-P (BPA), la molécula. F6P y un BPA puede ingresar glicolisis y eventualmente producir ATP. El intermedio erythrose-4-fosfato es un sustrato para la shikimate pathway http://sites.huji.ac.il/malaria/maps/shikimatebiopath.html.

La no oxidativo parte de los productos fitosanitarios también pueden trabajar en la dirección contraria utilizando fructosa-6-fosfato glyceraldehyde-3-fosfato generado por glicolisis para producir ribosa-5-fosfato. En esencia, el PPP puede operar en distintos modos (Figura 2]. Cuando ambos R5P y NADPH se necesitan (Figura 2 modo 1) sólo el camino oxidativo operará: todos los ribulose 5-fosfato es isomerizado a R5P y el itinerario se completa. Cuando más ribosa-5-fosfato de NADPH que se necesita (Figura 2 modo 2), R5P es sintetizada por una reversión de la vía no oxidativa de F6P y GAP generados por la glicolisis. Cuando la célula necesita NADPH y ATP, pero no R5P (Figura 2 modo 3): ribulose-5-fosfato se convierte a F6P y BPA para la glicolisis para hacer ATP y NADH.

Los genes que codifican para enzimas que participan en los procesos auxiliares que producen NADP + y tiamina pirofosfato, que sirve como co-factor de transketolase actividad, debe ser expresada en la coordinación con las enzimas de la PPP. Los detalles de las mencionadas vías también puede ser comprendido en el (http://sites.huji.ac.il/malaria/maps/nicotinatemetpath.html; http://sites.huji.ac.il/malaria/maps/thiaminemetpath. Html, respectivamente) y el tiempo dependen de la transcripción de los genes que codifican las diferentes enzimas se analizará a continuación.

PPP actividad en p. Falciparum-eritrocitos infectados se ha medido [5 - 7]. En el reverso de la actividad no oxidativo brazo de PPP también se ha demostrado por la medición de la incorporación de radiofármaco de [1 - 14 C] glucosa en nucleótidos [6, 8]. El ex investigadores han demostrado que las 4 / 5 de la glucosa incorporada en los ácidos nucleicos parásito proviene de la condensación de F6P y BPA en el reverso de esta acción brazo. Atamna et al, informó de que las células infectadas tienen gran aumento de la actividad PPP donde el 82% es aportado por el parásito mientras que el anfitrión de la actividad de células del PPP se activa alrededor de 24 veces, como resultado de que el estrés oxidativo y el parásito genera incide en la acogida Células [9].

El gen que codifica para la G6PD se ha clonado [10] y las propiedades bioquímicas de la enzima aislada se han caracterizado [11, 12]. Molecular investigaciones han revelado que G6PD es codificada por un gen híbrido que contiene también la secuencia de 6-phosphogluconolactonase (la segunda enzima de PPP) [13, 14]. Actividad de 6-phosphogluconate deshidrogenasa en los eritrocitos infectados por Plasmodium se ha detectado indirectamente, y aludió a una enzima del parásito, pero no se caracteriza [15 - 17]. Ribosa-fosfato diphosphokinase de p. Falciparum se ha caracterizado la actividad y los niveles de su producto 5'-phosphoribosyl-pyrophospate (PRPP) se midieron en P. Falciparum-infectederythrocytes [8, 18]. Los niveles de PRPP se detectó aumento de 56 veces en las células infectadas en la fase trohozoite frente a los eritrocitos no infectados.

El parásito contiene niveles importantes de la piridina nucleótidos NAD y NADP + + y la reducción de sus formas [19], y conjuntamente con la presencia de los genes que codifican las enzimas necesarias para su síntesis en el genoma de P. Falciparum (pero véase más adelante la discusión sobre la ausencia de NAD + quinasa-gen de codificación), ponen de manifiesto la capacidad del parásito para producir estos co-factores. NADP + / NADPH son utilizados por varias reacciones bioquímicas en el parásito (Tabla 1], pero que el principal papel de la NADPH es, probablemente, en la defensa antioxidante del parásito [20, 21] (véase el http://sites.huji.ac. Il / malaria / mapas / redoxmetpath.html para más detalles). Curiosamente, los bioquímicos (por ejemplo, los productos intermedios, la actividad de las enzimas para cada paso, el momento de la producción?) Detalles de NAD (P) + síntesis en el parásito, como los productos intermedios, la actividad de las enzimas para cada paso, el momento de la producción, No fueron investigadas.

En este análisis in silico, que dependen de la etapa de la transcripción de genes que codifican para enzimas que participan en el PPP actividad del parásito serán analizados en un contexto funcional.

Materiales y métodos

La expresión datos utilizados en este estudio se obtuvo de la base de datos transcriptome http://malaria.ucsf.edu/ de la p. Falciparum intraeritrocitaria ciclo de desarrollo, tal como se describe [2]. Esta base de datos contiene la relativa abundancia de ARNm para cada hora del parásito intraeritrocitaria ciclo de desarrollo basado en el 70-mer oligonucleótido microarrays [22]. El perfil de expresión de cada transcripción está representada por un conjunto de relaciones entre el ARNm nivel en la muestra frente a un punto fijo del mRNA en el nivel de control de ARN piscina. Loess suavizado perfiles de expresión utilizados en este estudio fueron calculados como se describe (véase [2]]. La hora punta de inducción se calcula a partir de estos perfiles. Esto representa estimación más precisa de la fecha de la máxima expresión desde el loess proporciona suavizado y media de la abundancia de ARNm valores durante un intervalo de tiempo, la corrección de posibles fluctuaciones menores en el valor bruto de perfiles. Cada perfil de expresión fue posteriormente normalizado por su valor máximo. Se supone que para cada vía metabólica stoichiometric existe una relación entre su persona y, por lo tanto, las enzimas de la normalizado los valores son más significativos para la evaluación funcional. Todas las enzimas discutidos en este ensayo con sus números de la CE y la identificación de genes se muestran en la Tabla 2. La amplificación de la transcripción se calcula dividiendo el valor máximo por el valor mínimo del perfil de relativa abundancia de ARNm. Un acuerdo justo entre el momento en que dependen de la transcripción de datos de la DeRisi transcriptome y Winzeler de datos se ha observado (datos no presentados).

Resultados y Discusión

En el inicio del presente análisis, hay que señalar que el tiempo que dependen de la transcripción no siempre se superpone la traducción. Por lo tanto, los niveles de transcripción no puede extrapolarse directamente a los niveles de su producto traducido. Además, la transcripción transitorios no divulgar en la estabilidad de los productos traducidos. De hecho, un análisis reciente ha demostrado durante varios genes que, si bien la transcripción picos en la etapa trophozoite y disminuir posteriormente, la proteína traducida sigue acumulando [23]. Discrepancias importantes entre ARNm y proteínas en abundancia p. Falciparum También se informó de por LeRoche et al. [24]. Así se demostró que se debe a una demora entre la detección de un máximo de transcripción mRNA y la de sus afines proteína. Sin duda, una proteína no se puede producir si sus afines gen no es transcrita. Por lo tanto, el presente análisis puede, en el mejor de establecer un plazo para su posible traducción, pero no para su real ocurrencia. Así pues, si bien los niveles de transcripción son informativos para la acción concertada de metabólicamente enzimas relacionadas, post-transcripcional mecanismos para el control de los niveles de proteína y proteína de la estabilidad también debe ser considerada.

En este análisis, la transcripción de los genes que codifican las enzimas que constituyen el PPP se examinarán en primer lugar seguidos de los que están involucrados en la síntesis de NAD (P) + y pirofosfato de tiamina.

La vía pentosa fosfato

El itinerario se muestra en la Figura 1 y el tiempo dependen de la transcripción de genes diferentes se representa en la Figura 3. Considerando que G6PD (EC: 1.1.1.49) y, por tanto, su conjunto de 6 phosphogluconolactonase (EC: 3.1.1.31) se transcribe en niveles altos durante las primeras fases del desarrollo del parásito, la transcripción de 6-phosphogluconate deshidrogenasa (EC: 1.1.1.44) Parece ser bifásica (primer pico a las 9 horas de la invasión (IPH), mientras que el pico mayor se observa en el 26 IPH). Las otras dos enzimas que se deben presentar para la plena síntesis de PRPP son ribosa fosfato isomerasa (EC: 5.3.1.6) y ribosa-fosfato diphosphokinase (EC: 2.7.6.1). La primera tiene un pequeño pico a los 12 y una de las principales IPH en un 21 HPI. El parásito contiene 2 genes que codifican para la ribosa-fosfato diphosphokinase (PF13_0143 y PF13_0157). Ambos pico a los 21 HPI. Así, el brazo oxidativo parece ser plenamente activado para cumplir con el requisito de ribonucleótido síntesis de acuerdo con el modo 1 de la Figura 2. Los genes que codifican para este proceso son coordinadamente transcrito a partir inmediatamente después de la invasión y pico a los 12 IPH [2]. Bioquímica de la evidencia indica que la ribonucleótido síntesis se inicia en la etapa madura anillo [25]. Funcionamiento de acuerdo con el modo 1 (Figura 2] que también la reducción de la oferta de energía para neutralizar la reacción oxidativa especies tóxicas que se producen durante el máximo de hemoglobina ricos en citosol de la célula huésped [9]. Parece ser que la síntesis de PRPP y su utilización en la síntesis de nucleótidos de purina y pirimidina sirve de sumidero metabólicas que podrían acelerar el ritmo de la oxidativo brazo. En contra de esta prudente coordinación, la transcripción de los genes que codifican las enzimas necesarias para la síntesis de NADP + que es esencial para el funcionamiento de la oxidación del brazo, detrás de desfases considerablemente (véase más adelante). Esta es una paradoja crucial que espera ser resuelto.

La situación de la no oxidativa brazo genes es diferente. El gen que codifica para la ribosa fosfato isomerasa (EC: 5.1.3.1) a los 21 picos IPH y esto parece restringir la expresión de la no-oxidativa brazo, desde transketolase (EC: 2.2.1.1) se transcribe al máximo inmediatamente después de la invasión. Lo que es más importante, el gen que codifica para transaldolase (EC: 2.2.1.2) no se encuentra en el genoma de P. Falciparum (o de cualquier otra especie Plasmodium secuenciado hasta ahora, o en cualquier otra Apicomplexans para el caso) lo que evita la realización del análisis de la no oxidativa brazo transcripción. Como se mencionó anteriormente, bioquímicos evidencia indica que este brazo se activa en el parásito. Si lo es, en efecto, plenamente activa cuando ribosa fosfato isomerasa se transcribe (y con el apoyo de la transcripción de los genes que codifican para la ribosa-fosfato diphosphokinase ese pico a los 21 IPH), que corresponde a la transcripción de la deoxyribonucleotide genes relacionados con la síntesis que se inicia en 18 IPH y picos al 30 de IPH [2], así como los relacionados con la síntesis de NADP +. Cuando la síntesis de ribonucleótidos y desoxirribonucleótidos ebbs despegue hacia el final de la intraeritrocitaria ciclo de vida del parásito, el PPP, probablemente, de acuerdo a las funciones de modo 3 (Figura 2] la prestación de ambos ATP y NADPH. Una característica que surge de este análisis es que la transcripción de los genes que codifican para las enzimas que actúan en el brazo no oxidativo se coordinan como se muestra para otros grupos de genes cuyos productos están relacionados funcionalmente [1 - 3]. Sin embargo, queda por ver si los afines enzimas de estas transcripciones son igualmente coordinada desde discrepancias importantes entre la abundancia de ARNm y proteínas se ha informado recientemente [24].

NAD (P) biosíntesis

El itinerario se muestra en la Figura 4 y el momento en que dependen de la transcripción de genes diferentes se muestra en la Figura 5. La nicotina adenina dinucleotide (NAD +) y NAD fosfato (NADP +) desempeñan una función clave en la glicolisis y de los productos fitosanitarios, así como muchas otras reacciones enzimáticas (ver cuadros 3 y 1, respectivamente). NAD síntesis se inicia mediante la conversión de ácido nicotínico a nicotinato D-ribonucleótido por nicotinato phosphoribosyltransferase (NAPRT; EC: 2.4.2.11). Nicotinato D-ribonucleótido es entonces adenylated a deamino-NAD + en una reacción catalizada por nicotinato de nucleótidos adeniltransferasa (EC: 2.7.7.18) entonces este es intermedio amidated a NAD + por NAD sintetasa (EC: 6.3.5.1). Nicotinamida puede ser utilizado para la síntesis de NAD ya sea en forma de ácido deamidated a nicotininc por nicotinamidase (EC: 3.5.1.19) o por ser convertido a nicotinamida nicotinamida mononucleotide por phosphoribosyltransferase (NPRT; EC: 2.4.2.12) y luego a por NAD NAD pirofosforilasa ( EC: 2.7.7.1). Los genes que codifican las enzimas de las dos últimas no se ha encontrado en el genoma de P. falciparum, aunque una actividad medible de NPRT se ha detectado [26]. Estas enzimas están presentes en los eritrocitos normales y en condiciones fisiológicas de la producción de NAD + de nicotinamida parece ser más importante que la de NADP + [27]. Zerez et al. [26] demostraron aumento de 15 veces en los niveles de NAD + (NAD + + NADH), en p. Falciparum-eritrocitos infectados, así como 3 veces más en NAPRT actividad. Estos resultados indican que el parásito es capaz de la síntesis de NAD a pesar de que ni la actividad de nicotinato-adeniltransferasa de nucleótidos o de la NAD sintetasa se incrementaron en las células infectadas en comparación con los eritrocitos no infectados. Esta observación sugiere que estas enzimas debe estar activa en el parásito ya que la digestión de la célula huésped parásito citosol durante el desarrollo debería haber reducido sus actividades. Abundantes nicotinamidase actividad también se detectó en las células infectadas lo que implica que el parásito puede sintetizar de ambos NAD + ácido nicotínico y nicotinamida (ambas presentes en RPMI-1640 medio utilizado para el cultivo del parásito). Las concentraciones de NADP + en las células infectadas son 10 veces más bajos que los de NAD +. Un gen que codifica para NAD + quinasa no se ha encontrado en el genoma de P. Falciparum o de cualquier otra especie Plasmodium o en otros Apicomplexans, pero podría ser detectada en Giardia lamblia. No hay información acerca de la acción del NAD kinasa en el parásito, que puede ser encontrado.

Inspección de las veces dependen de la transcripción de genes que codifican enzimas que participan en la NAD (P) + biosíntesis revelan un patrón inusual. Transcripcional perfiles de por lo menos tres transcripciones muestran dos picos, que son los de nicotinamidase, nicotinato de nucleótidos-adeniltransferasa y de NAD (P) + transhydrogenase, en comparación con la mayoría de las otras transcripciones en el parásito que se transcriptome monofásicos. La razón de este patrón no es claro como son los datos bioquímicos uanavilable fisiológicas para cualquier interpretación, pero puede sugerir que las enzimas no son la estable. Suponiendo que el primer pico más pequeño de nicotinato de nucleótidos adeniltransferasa (20 IPH) es suficiente para una adecuada expresión de la actividad enzimática, la biosíntesis de NAD (P) + debe pico cuando NAD + sintetasa está en su apogeo, es decir, a los 28 HPI. Así, el IPH en un 28 transcripciones de todas las enzimas necesarias para la síntesis de NAD + son totalmente desplegada y algo más tarde, la síntesis en sí es, probablemente, totalmente desplegada. Esto significa que los ritmos de actividades importantes, como la glicolisis (la transcripción de genes que codifican enzimas glicolíticos comienza a pico a las 9 IPH y comienza a disminuir a las 24 HPI [2] En las primeras etapas glicolisis y PPP actividad probablemente dependerá de la cantidad de NAD (P) + que se presente en la invasión de merozoite. Por la plena activación de la glicolisis en trophozoite etapa [28], el grupo de NAD (P) + que se ha amplificado considerablemente. Como puede verse en el cuadro 3, varios genes Codificación de las enzimas que requieren NAD (H) son transcritas antes de la completa transcripción de los genes relacionados con la síntesis de NAD +. Pendientes Esa excepción es la de la inosina-5'-monofosfato dehidrogenasa, una enzima esencial en la ruta metabólica purina: es transcrito Demasiado pronto para permitir que su producto traducido a ser funcionalmente útil. El significado funcional de la segunda y picos de nicotinamidase de nicotinato de nucleótidos adeniltransferasa es enigmático ya que la transcripción de todos los demás-la codificación de los genes de enzimas disminuye al mínimo cuando pico. Para ser significativa Fisiológicamente, la estabilidad de todos los demás enzimas debe ser sostenido con el tiempo. En efecto, se ha demostrado recientemente que los niveles de algunas proteínas, como adenosyltransferase metionina, ornitina aminotransferasa, lactato deshidrogenasa, glyceraldehyde 3-fosfato deshidrogenasa y enolasa, no sólo son el aumento de Después de la transcripción, pero después de aumentar aún más sus niveles de disminución transcripción [23]. Por último, NAD + quinasa es esencial para la producción de NADP +. Su ausencia en el genoma es, en efecto, muy sorprendente porque las pruebas bioquímicas indican que el parásito es capaz de sintetizar NADP + [19] y la presencia de muchas enzimas que lo necesitan como cofactor, que implican a su síntesis es esencial para el crecimiento del parásito. Mientras que el gen (o algún sustituto mecahnism) no es identificado, nada puede decirse de la coordinación de NADP + biosíntesis y la expresión de enzimas que se utilizan (Tabla 1].

Transhydrogenase opera en un importante enlace entre NAD (H) y NADP (H), y entre el gradiente electroquímico de protones mitocondrial?; [29]. Bajo condiciones fisiológicas ordinario, la enzima es un consumidor de?:

NADH + NADP + + H + out_ NAD + + NADPH + H + en.

La energía del gradiente puede conducir el [NADPH] [NAD +] / [NADP +] [NADH] proporción a los valores> 400. Transhydrogenation también puede funcionar en la dirección contraria de NADPH a NAD +. Esto va acompañado de translocación de protones hacia el exterior y la formación de?. En este modo, el sustrato de la enzima utiliza energía de enlace para el bombeo de protones. Por lo tanto, en términos de transducción de energía, la transhydrogenase obras, en principio, al igual que el complejo de la ATP sintasa de la mitocondria, los protones ATPasa. Dado que el genoma del parásito no tiene la dotación completa de genes que codifican para los protones ATPasa mitocondrial [30], es tentador sugerir que el transhydrogenase podría cumplir tal función. La transcripción del gen que codifica para transhydrogenase muestra dos picos muy distinto en el 20 y 30 de HPI, con transcripción no detectables entre ellos. Puede ser que el segundo pico se ajusta al momento de la elongación y división de la única mitocondria [31].

Biosíntesis de la tiamina

La principal aportación de este itinerario, difosfato de tiamina, es un cofactor de muchas enzimas (Cuadro 4]. El itinerario se muestra en la Figura 6 y el momento en que dependen de la transcripción de genes diferentes se muestra en la Figura 7. La tiamina (vitamina B 1) es el precursor de la coenzima tiamina pirofosfato que participa en la acción de muchas enzimas decarboxylating y pertinentes para el presente análisis, en la función de transketolase. P. Berghei eritrocitos infectados por contener niveles más altos de la tiamina que sus homólogos no infectadas [32] y de la carencia de tiamina retarda la propagación de este parásito in vivo [33]. La incidencia de la carencia de tiamina en adultos ingresados en el hospital con malaria en Tailandia ha sido examinado [34] y se observó que en la deficiencia de tiamina hospitalizados comúnmente agudo complica la malaria por Plasmodium falciparum, especialmente en infecciones graves, y podrían contribuir a la disfunción del sistema nervioso central . La tiamina puede ser obtenida por el parásito desde el espacio extracelular (como en las células animales) y pyrophosphorylated por diphosphokinase tiamina (EC: 2.7.6.2). Sin embargo, la presencia de genes que codifican enzimas que participan en la biosíntesis eukaryote vía de fosfato de tiamina, sugieren que el parásito es capaz de sintetizar su propio precursor. No obstante, la ausencia de un gen que codifica para la tiamina fosfato quinasa (EC: 2.7.4.16) debe resolverse y bioquímicos de demostración directa de la actividad debe realizarse antes de que una firme declaración se podrá realizar en esta ruta metabólica. No es improbable que la tiamina fosfato quinasa no es necesaria, como es la situación en la levadura [35]. No se sugiere que la tiamina es hidrolizado a fosfato de tiamina por un no-fosfatasa específica y la tiamina es luego convertido a la tiamina pirofosfato de tiamina diphosphokinase.

La transcripción de todos los genes que codifican enzimas que participan en la tiamina pirofosfato parece ser coordinada, por etapas y solo en horas pico entre el 20 y 30 de HPI. Si la tiamina se obtiene a partir de la acogida y de la tiamina pirofosfato es sintetizado por el solo paso mediado por diphosphokinase tiamina, el pico de la transcripción de este gen a los 28 IPH retrasos por varias horas después de que transketolase (17 IPH), pero desde transketoalse no es la expresión - Regulador de tiempo de los productos fitosanitarios, este retraso no parece limitar la plena actividad de los productos fitosanitarios. Sin embargo, si la mayoría de la tiamina es endógena generada por el parásito, la oferta de este precursor de pico sólo en el 33 HPI, lo que limita la plena actividad PPP. No es improbable que ambos procesos ocurren conjuntamente o que, en fase avanzada de desarrollo del parásito, la necesidad de que la tiamina no puede ser nunca más se reunió por la oferta y la exógena la síntesis endógena se une a la partida.

Conclusión

El análisis de tiempo-dependencia transcripción de los genes del parásito llegó a la conclusión de que el parásito ha desarrollado una muy especializados modo de regulación transcripcional que produce una cascada continua de la expresión génica, a partir de los genes correspondientes a la general de los procesos celulares, tales como la síntesis de proteínas, y terminando con Plasmodium Funcionalidades específicas, tales como los genes involucrados en la invasión eritrocitaria [2]. Sin embargo, un análisis minucioso muestra notables e importantes desviaciones de este prototipo que ponen de manifiesto una falta de coordinación de la transcripción de los genes que codifican las enzimas de la misma ruta metabólica, y entre las vías. Hay tres explicaciones más sencillas para estas aparentes discrepancias. En primer lugar, hay otros enzimas facilitar la "desaparecidas" y las actividades de su identidad no fue revelada por las presentes anotaciones que debido a su diversidad de secuencia de aminoácidos. En segundo lugar, la alineación de la regulación transcripcional reflejan una intrincada interacción de las vías biosintéticas que retrasó la producción de metabolitos en una vía funciona como un factor de limitación de velocidad para los demás vía, que es otra cosa totalmente desplegada. Por último, pero no menos importante, después de la regulación transcripcional también pueden desempeñar un papel. Todas las teorías crear una intrigante posibilidad de proseguir los estudios. Es evidente que este esfuerzo se verá reforzado por progresos sustanciales en la proteómica y lo que es más importante, las manifestaciones directas de las actividades bioquímicas de los enzimas y vías de todo.

Contribuciones de los autores

Cada autor contribuido igualmente a la presente investigación.

Agradecimientos

Damos las gracias al profesor I. Ohad de lectura crítica del manuscrito.