title: Der Nachweis eines Mitglieds der OMP85-Proteinfamilie im Apikoplasten von Toxoplasma gondii
title: The verification of an OMP85-Protein family member in the apicoplast of Toxoplasma gondii
Creators: name: Bietz, Irine
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2012
Subjects: Apicoplast
Protein transport
Toxoplasma gondii
OMP85,TgOMP85
Biowissenschaften, Biologie
Apikoplast,Proteintransport

description: Der intrazelluläre Parasit
      Toxoplasma gondii zeichnet sich wie die meisten Mitglieder
      der Chromalveolaten durch den Besitz einer sekundären
      Plastide aus, die man als Apikoplasten bezeichnet. Diese Art
      von Plastide ist durch einen Vorgang der sekundären
      Endosymbiose entstanden, bei der ein Rhodophyt von einer
      eukaryotischen Zelle aufgenommen und im Laufe der Evolution
      als Organell etabliert wurde. Aufgrund des horizontalen
      Gentransfers zwischen dem Nukleus und der Plastide werden die
      meisten Proteine des Apikoplasten im Wirtsgenom kodiert und
      im ER synthetisiert. Proteine des Apikoplastenstromas müssen
      daher aus dem ER, über die insgesamt vier Membranen der
      Plastide mit Hilfe einer Proteinimportmaschinerie zu ihrem
      Bestimmungsort befördert werden. Wie dieser Import im Detail
      erfolgt, ist zum jetzigen Zeitpunkt noch unklar. Jedoch
      konnten einige Komponenten dieser Maschinerie, wie SELMA in
      der PPM und ein Tic20-Homolog in der innersten Membran des
      Apikoplasten identifiziert werden. Basierend auf
      bioinformatischen Analysen konnten zwei Proteine der
      OMP85-Familie im Genom von T. gondii identifiziert werden.
      Die Mitglieder dieser Familie können aufgrund ihrer
      Funktionalität zwei Subtypen (Toc75- und Sam50-Subtyp)
      zugeordnet werden. Während Proteine des Toc75-Subtyps am
      Transport von Proteinen über Membranen beteiligt sind, sind
      die des Sam50-Subtyps in der Integration von Proteinen in
      Membranen involviert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde für eines
      der beiden in T. gondii identifizierten OMP85 Proteine
      (TgOMP85) eine Funktion im Proteinimport in die Plastide
      postuliert. Nach Überprüfung des Genmodells konnte TgOMP85
      eindeutig der OMP85-Familie zugeordnet und im Apikoplasten
      des genannten Parasiten lokalisiert werden. Des Weiteren
      wurde der Nachweis erbracht, dass TgOMP85 eine funktionelle
      BTS-Sequenz aufweist, welche den Transport und die
      Lokalisation in den Apikoplasten vermittelt. Um die
      Vermutung, dass es sich bei TgOMP85 um eine, in der dritten
      Apikoplastenmembran lokalisierte, Komponente der
      Proteinimportmaschinerie handelt, bestätigen zu können, sind
      weiterführende Analysen nötig. Das zweite identifizierte
      Protein (TgSam50) könnte aufgrund seiner Gensequenz und
      mitochondrialen Lokalisation dem Sam50-Subtyp zugeordnet
      werden. Ob es jedoch tatsächlich an der Assemblierung und
      Integration von Proteinen in die äußere mitochondriale
      Membran involviert ist, kann zum jetzigen Zeitpunkt nicht
      beantwortet werden.
description: As with many members of the
      Chromalveolates, the intracellular parasite Toxoplasma gondii
      harbors a plastid which is called the apicoplast. This kind
      of plastid has been evolved by secondary endosymbiosis, an
      event in which a rhodophyte was engulfed by another
      eukaryotic cell. During the course of evolution, the
      endoysmbiont became established as an organelle. Due to the
      horizontal gene transfer between the host nucleus and the
      secondary plastid most of the apicoplast proteins are encoded
      in the host nucleus, synthesized in the ER and therefore must
      be reimported into the plastid. Since the apicoplast features
      four membranes, proteins destined for the plastid stroma have
      to traverse them by using a protein import machinery. Even
      though some components of this machinery, SELMA in the PPM
      and a Tic20-homologue in the innermost apicoplast membrane,
      have been identified, the details of the import mechanism are
      still unknown. Based upon bioinformatic analyses, two
      proteins of the OMP85-family were identified in the genome of
      T. gondii. Depending on their function proteins of this
      family can be devided further into two subgroups. Proteins of
      Toc75-subtype are involved in protein transport whereas
      members of Sam50-subtype are characterized as components of
      protein insertion and assembly machineries. During the course
      of this work one protein of the OMP85-family (TgOMP85) could
      be localized in the apicoplast of the parasite. After a
      verification of the gene model TgOMP85 can definitely be
      assigned to the OMP85-family. Furthermore like most of the
      apicoplast proteins it possesses a functional BTS-sequence at
      its N-terminus, which is responsible for targeting the
      protein to the plastid. In order to verify if TgOMP85
      respresents a component of the protein import machinery in
      the third apicoplast membrane, further analysis has to be
      carried out. The second identified protein in the
      apicomplexan parasite was localized in the mitochondrium and
      is designated as TgSam50. Due to its gene sequence and its
      localization this protein can be assigned to the
      Sam50-subtype of the OMP85-family. Whether TgSam50 is in fact
      involved in the integration events of proteins into the outer
      mitochondrial membrane remains to be clarified.