title: Characterization of the Dolichole‑Phosphate‑Mannosyltransferase 1, an enzyme of the biosynthesis of glycosylphosphatidylinositoles in the protozoan Babesia microti
title: Charakterisierung der Dolichol‑Phosphat‑Mannosyltransferase 1, ein Enzym der Biosynthese von Glykosylphosphatidylinositolen im Einzeller Babesia microti
title: Charakterisierung der Dolichol‑Phosphat‑Mannosyltransferase 1, ein Enzym der Biosynthese von Glykosylphosphatidylinositolen im Einzeller Babesia microti
Creators: name: Stahl, Philipp
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: Komplementation
yeast
DPM1
Life sciences
Biowissenschaften, Biologie
Babesia, Babesiosis
Babesia
GPI
Hefezellen
Babesia microti, GPI
funghi
complementation
Babesiose
Babesiose , Hefeartige Pilze
Bioinformatik , Phylogenie

description: The protozoan parasites
      Babesia divergens and Babesia microti are the
      causative agents of human babesiosis. These eukaryotic
      parasites are transmitted by Ixodes ticks and cause infection
      and disease in a variety of mammals, also in humans. In
      addition to acute flu-like symptoms also a latent course of
      disease with up to several months of a- or oligo symptomatic
      parasitaemia has been described. Diagnosis is made by
      demonstrating the intraerythrocytic parasites in blood smears
      or thick drop, which at low parasitaemia is challenging in
      discriminating it from malaria parasites. The enzyme dolichol
      phosphate mannosyl transferase 1 (DPM1) is an ubiquitous
      and evolutionarily highly conserved enzyme and forms an
      essential substrate (dolichol phosphate mannose), which is
      indispensable for the biosynthesis of
      glycosylphosphatidylinositols (GPIs) in the endoplasmic
      reticulum (ER). In this study, the protein DPM1 of
      Babesia microti (B. microti), for which little is known
      so far, was characterized in systematic steps with the aid of
      relevant bioinformatic databases and molecular biological
      techniques in terms of its evolutionary conservation and its
      genetic characteristics. It could be demonstrated by
      bioinformatic analysis of DPM1 from Babesia microti
      based on a phylogenetic tree compared to a variety of other
      organisms, that this protein concerning hydrophobicity, the
      presence of other auxiliary proteins of the DPM-family, the
      presence of a GPI-anchor as well as a signal peptide cleavage
      site differs from DPM1 of the compared organisms. There has
      been seen relevant biochemical differences particularly from
      DPM1 of the yeast Saccharomyces cerevisiae
      (S. cerevisiae). Nonetheless, in this study, using
      molecular biological techniques, the functional
      complementation of DPM1 of the
      DPM1‑deficient‑S. cerevisiae‑mutant, for which the DPM1
      protein is essential, with parasitic DPM1 could be
      demonstrated. This shows the species independent evolutionary
      conservation of this protein and its functional
      interchangeability.
description: Als humane Babesiose bezeichnet man
      eine durch die Einzeller Babesia divergens und
      Babesia microti hervorgerufene Infektionskrankheit.
      Diese eukaryotischen Parasiten werden durch Zecken der
      Gattung Ixodes übertragen und verursachen Infektionen und
      Erkrankungen bei einer Vielzahl von Säugetieren, sowie auch
      beim Menschen. Neben akuten grippeähnlichen Symptomen sind
      auch latente Verläufe mit monatelanger a‑ oder
      oligosymptomatischer Parasitämie beschrieben worden. Die
      Diagnose erfolgt durch den Nachweis der intraerythrozytären
      Parasiten im Blutausstrich oder im Dicken Tropfen, wobei
      insbesondere bei geringer Parasitämie die Abgrenzung von
      einer Malaria sehr schwierig sein kann. Das Enzym
      Dolichol-Phosphat-Mannosyltransferase 1 (DPM1) ist ein
      ubiquitär und evolutionär stark konserviertes Enzym und
      bildet ein essentielles Substrat (Dolichol-Phosphat-Mannose),
      was für die Biosynthese von Glykosylphosphatidylinositolen
      (GPIs) im endoplasmatischen Retikulum (ER) unentbehrlich ist.
      In dieser Arbeit wurde das Protein DPM1 von Babesia microti
      (B. microti) zu dem bislang nur wenige Informationen
      vorliegen, hinsichtlich seiner evolutionären Konservierung
      und seiner genetischen Eigenschaften mithilfe
      molekularbiologischer und bioinformatischer Techniken in
      systematischen Schritten charakterisiert. Es konnte gezeigt
      werden, dass sich DMP1 aus Babesia microti im Vergleich
      zu einer Vielzahl anderer Organismen unterscheidet. Mittels
      bioinformatischer Analysen von DPM1 aus Babesia microti,
      konnte anhand eines phylogenetischen Stammbaums gezeigt
      werden, dass es sich in puncto Hydrophobizität, vom
      Vorhandensein von weiteren Hilfsproteinen der DPM-Familie,
      einer GPI‑Verankerung sowie von Signalpeptidspaltungsstellen
      von DPM1 der verglichenen Organismen unterscheidet.
      Insbesondere zu DPM1 aus der Hefe
      Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) bestehen
      relevante biochemische Unterschiede. Es konnte dennoch
      mithilfe molekularbiologischer Klonierungstechniken die
      funktionelle Komplementation von DPM1 in der
      DPM1‑defizienten‑S. cerevisiae-Mutante, für die DPM1
      essentiell ist, mit parasitischem DPM1 nachgewiesen werden.
      Das zeigt die artunabhängige evolutionäre Konservierung
      dieses Proteins sowie dessen funktionelle
      Austauschbarkeit.