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Ver el documento (formato PDF)   Di Noia, Javier Marcelo.  "Familias de genes que codifican proteínas de tipo mucina en Trypanosoma cruzi"  (2000)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Las mucinas son glicoproteínas cuyo esqueleto proteico está densamente cubierto por oligosacáiidos unidos a Thr y Ser. Los azúcares representan hasta un 80% de la molécula, confiriéndole una estructura extendida y un fuerte carácter hidrofílico. Participan en procesos de protección, lubricación y adhesión. Trypanosoma cruzi posee proteínas de tipo mucina en la superficie en todos sus estadios. En por lo menos dos de ellos las mucinas son las principales glicoproteínas de membrana y funcionan como aceptores de ácido siálico, azúcar que el parásito obtiene de glicoconjugados del medio mediante la trans-sialidasa, una enzima solo presente en Tripanosomátidos. Dado que el ácido siálico es importante en diversos procesos relacionados con la infección del parásito a vertebrados, el objetivode esta tesis fue caracterizar los genes de las mucinas de T. cruzi. Se describieron dos familias de genes tipo mucina en el parásito. La primera, denominada TcMUC, es muy compleja y polimórfica con unos 500 genes por genoma haploide. Esta familia puede dividirse en tres grupos de genes que comparten las regiones correspondientes al amino y carboxilo terminal del producto deducido, y que codifican para un péptido señal y para una señal de anclaje por glicosilfosfatidil inositol (GPI), pero difieren en su región central. El grupo I posee un número variable de repeticiones con la secuencia T8KP2 como región central. El grupo II posee regiones centrales no repetitivas pero diferentes para cada miembro, seguidas por repeticiones degeneradas ricas en Thr. El grupo III es homogéneo y no posee repeticiones de ningún tipo. Los productos derivados de los genes del grupo I y II presentan una región hipervariable en su amino terminal debida a la acumulación localizada de mutaciones. El análisis de la expresión de los genes mostró que los ARNm del grupo I se expresan en mayor abundancia en el estadío de tripomastigote mientras que los del grupo II pueden variar según cada miembro. Los productos de los genes del grupo I se identificaron como mucinas ancladas en la membrana por GPI. Sueros de ratones infectados reconocieron proteínas recombinantes del grupo I, indicando que las mucinas codificadas están efectivamente presentes en los estadios relacionados con la infección. De la misma forma, sueros de infección de ratones, humanos y conejos reconocieron algunas regiones hipervariables de mucinas del grupo I indicando que están presentes en la proteína madura y que más de una puede expresarse durante el curso de la infección. Dado que las repeticiones están muy O-glicosiladas deben adoptar una estructura extendida, con el N-terminal hipervariable como extremo externo y su C-terminal anclado a la membrana por GPI. La segunda familia, denominada TcSMUG, es mucho menos compleja, con alrededor de 70 genes por genoma haploide. Está compuesta por dos grupos de genes, denominados S y L, dispuestos en tándems independientes en el genoma. Los productos S y L están estructuralmente muy relacionados pero poseen una regulación diferencial específica de estadío de la abundancia del ARNm, ejercida al nivel de la estabilidad del mensajero. El ARNm del grupo S esta presente en los estadios relacionados con el insecto vector. El ARNm del grupo L está presente en todos los estadios pero es mucho más abundante en los estadios capaces de replicarse. Las proteínas deducidas de esta familia poseen regiones centrales compuestas por repeticiones (grupo L) o no repetidas (grupo S), pero ambas con un contenido alrededor del 50% en Thr y con una estructura muy similar a una apomucina. Sus productos poseen un peso molecular alrededor de 7.000 descontando las señales de importación al reticulo endoplasmático y de anclaje por GPI. La secuencia deducida de las proteinas del grupo S coincide con secuencias de péptidos obtenidos en otro laboratorio a partir de mucinas purificadas del estadio epimastigote. Se identificaron entonces genes que codifican mucinas de los estadios trlpomastigote sanguíneo (TcMUC grupo I) y epimastigote (TcSMUG grupo S). Si bien ambos grupos están estructuralmente muy relacionados, el parásito regula la expresión de ambos de acuerdo al hospedador y, mientras que las mucinas expresadas en el insecto son homogéneas en secuencia aquellas expresadas en el vertebrado poseen en la región más expuesta epitopes que varían entre los diferentes miembros de la familia.

Abstract:
Mucins are glycoproteins whose protein core is densely O-glycosylated in Thr and Ser residues. Sugars account for up to the 80% of the molecular mass, conferring it an extended structure and a strong hydrophilic character. They can be a protective barrier. serve for lubrication and act as adhesion molecules. Trypanosoma cruzi has mucin-type molecules on the surface of all its stages. In at least two of them, mucins are the main surface glycoproteins and sialic acid acceptors. This sugar is transferred to the parasite mucins from glycoconjugates at the medium by a unique Trypanosomatids-specific enzyme called trans-sialidase. Given that sialic acid is important in infection related processes the main objective of this Thesis was to characterize mucin genes in T. cruzi. Two mucin-type gene families were described. The first one, named TcMUC, is very complex and polymorphic with about 500 genes per haploid genome. There are three groups of genes within this family that share the regions corresponding to N and C termini of the deduced product, encoding a signal peptide and a GPI anchor signal respectively, but that differ in their central region. Group I central region is composed of a variable number of tandem repeats with the consensus sequence T8KP2. Each member of Group II has unique non-repetitive central regions followed by degenerated Thr-rich repeats. Group III is homogeneous and has no Thr runs. The products derived from Groups I and II have a hypervariable mature N-terminus due to the localized accumulation of mutations. Gene expression analyses showed that Group I is highly expressed in the cell-derived trypomastigote stage while Group II can vary in abundance among stages depending on the studied member. Group I gene products were identified as mucins GPI anchored to the parasite membrane. Infected mice sera recognized recombinant Group I proteins, indicating that mucins encoded by them are present in the stages of the parasite present during the infection. In the same way, mice, human and rabbit infection sera recognized some hipervariable regions from Group I mucins suggesting that they are present in the mature protein and that more than one can be expressed during the infection. Given that the Thr-rich repeats are highly O-glycosylated they must adopt an extended structure. with the hypervariable N-terminus as external end and GPI anchored to the membrane by its C-terminal end. The second family, named TcSMUG, is much less complex with about 70 genes per haploid genome. It is composed of two groups of genes, named S and L, arranged in independent tandems in the genome. The S and L products are structurally related but have differential stage-specific regulation of their mRNA abundance determined by mechanisms affecting their mRNA stability. Group S mRNA is present in the insect related stages. Group L mRNA is present in all the stages but is much more abundant in the replicative ones. Deduced proteins have central regions composed of tandem repeats (group L) or non-repeated sequences (group S) but both with about 50% Thr content. and with an apomucin-like structure. Their products have a molecular mass around 7 kDa without the signal and GPI anchor peptides. The sequence deduced from proteins of the group S matched peptide sequences obtained elsewhere from epimastigote purified mucins so having a positive identification. Then, genes encoding mucins from tripomastigote (TcMUC group I) and epimastigote (TcSMUG group S) stages were identified. Yet both groups are structurally related, their expression is regulated in a stage-specific manner in the parasite, according to the host. While those expressed in the insect are homogeneous in sequence, those expressed in the vertebrate that are targets of the immune response have variant epitopes in their exposed N-temini.

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Registro:
Título : Familias de genes que codifican proteínas de tipo mucina en Trypanosoma cruzi     =    Gene families encoding mucin-type proteins in Trypanosoma cruzi
Autor : Di Noia, Javier Marcelo
Director : Frasch, Alberto Carlos C.
Año : 2000
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Fundación Campomar. Instituto de Investigaciones Bioquímicas (IIB)
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3254_DiNoia
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Parasitología
Biología / Biología Molecular y Celular
Palabras claves : TRYPANOSOMA CRUZI; FAMILIAS MULTIGENICAS; HIPERVARIABILIDAD; HIPERACTIVIDAD; MUCINAS; O-GLICOSILACION; TRYPANOSOMA CRUZI; MULTIGENIC FAMILIES; HYPERVARIABILITY; MUCINS; O-GLYCOSYLATION
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