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dc.contributor.advisor1Santuza Maria Ribeiro Teixeirapt_BR
dc.contributor.advisor-co1Ricardo Tostes Gazzinellipt_BR
dc.contributor.referee1Sergio Schenkmanpt_BR
dc.contributor.referee2Norton Heisept_BR
dc.contributor.referee3Alexandre Ferreira Marquespt_BR
dc.contributor.referee4Carlos Renato Machadopt_BR
dc.creatorMariana Santos Cardosopt_BR
dc.date.accessioned2019-08-10T07:57:32Z-
dc.date.available2019-08-10T07:57:32Z-
dc.date.issued2013-08-26pt_BR
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/BUOS-9FDFF6-
dc.description.abstractGlycosylphosphatidylinositol (GPI) is the predominant structure that Trypanosoma cruzi uses to anchor proteins on its surface, many of them essential for the virulence of the parasite or its escape from the host immune response. Furthermore, T. cruzi GPI anchors exert immunostimulatory and regulatory activities, including the induction of pro-inflammatory cytokines synthesis by host macrophages. Therefore, genes encoding enzymes and other factors involved in the T. cruzi GPI biosynthetic pathway are potentially attractive targets for the development of new drugs against the disease caused by parasite, known as Chagas disease. The aim of this project was to investigate the T. cruzi GPI biosynthetic pathway, through biochemical and functional characterization of genes encoding components of this pathway. Thus, DNA sequences obtained from T. cruzi genome database were analyzed and their gene products evaluated by (i) heterologous complementation in conditional lethal mutants of Saccharomyces cerevisiae, (ii) gene expression assays as well as cellular localization in the parasite, and (iii) analysis of the phenotype of knockout parasites for some of these genes. In silico analyses of sequences available in the T. cruzi genome database (TriTrypDB) resulted in the identification of 18 genes encoding GPI biosynthesis proteins as well as inositol phosphorylceramide synthase gene (IPCS). T. cruzi sequences corresponding to TcDPM1, TcGPI3, and TcGPI12 genes, expressed in epimastigotes as GFP-fusion proteins, showed a cellular localization compatible with the endoplasmic reticulum. Analyses of RNA levels of TcGPI8 and TcGPI10 showed increased expression in epimastigotes and amastigotes, the two proliferative stages of the parasite. Yeasts defective in various genes of the GPI biosynthetic pathway, transformed with the respective T. cruzi genes were analyzed. We showed that TcDPM1, TcGPI10, and TcGPI12 genes were able to restore the growth of yeast mutants in non-permissive conditions, indicating that these proteins are homologous to yeast proteins. Recombinant proteins were also obtained in bacteria with the objective of developing studies about their structures. To investigate the role of GPI anchored proteins of T. cruzi, we disrupt the TcGPI8 gene, which encodes the complex catalytic subunit that catalyzes the last step of the pathway. Although we were able to generate parasites presenting one TcGPI8 allele deleted, in which TcGPI8 mRNA levels were reduced, several attempts to delete the second TcGPI8 allele resulted in parasites with the insertion of drugs resistance genes in the two alleles, but showing genome rearrangements and, consequently, still expressing the TcGPI8 mRNA. The characterization of these TcGPI8 mutant parasites showed that, although they present only minor changes in the glycocalyx composition, the effects of these changes on their infective capacity were quite evident. Therefore, besides deepening the knowledge about the components of the GPI anchors biosynthesis, which appears to be essential for the parasite survival, this work resulted in the generation of yeast mutants complemented with T. cruzi orthologous genes, which now became valuable tools to be used in high throughput screening assays that may led to the discovery of new drugs for the treatment of Chagas disease.pt_BR
dc.description.resumoGlicosilfosfatidilinositol (GPI) é a estrutura predominante das âncoras utilizadas pelo Trypanosoma cruzi para expressar proteínas em sua superfície, muitas delas essenciais para a virulência do parasito ou para seu escape da resposta imune do hospedeiro. Além disso, âncoras GPI de T. cruzi exercem atividades imunoestimulatórias e regulatórias, incluindo a indução da síntese de citocinas pró-inflamatórias por macrófagos do hospedeiro. Portanto, os genes codificadores de enzimas e outros fatores envolvidos na biossíntese de âncoras GPI de T. cruzi são alvos potencialmente atrativos para o desenvolvimento de novas drogas contra a doença causada pelo parasito, conhecida como doença de Chagas. Assim, o objetivo desse projeto foi investigar a via de biossíntese das âncoras GPI, por meio da caracterização bioquímica e funcional dos genes que codificam os componentes dessa via. Para isso, as sequências desses genes, obtidas em bancos de dados do genoma do T. cruzi, foram analisadas e os produtos desses genes avaliados por (i) complementação heteróloga em mutantes condicionalmente letais de Saccharomyces cerevisiae, (ii) ensaios de expressão gênica bem como de localização celular no parasito e (iiii) análise do fenótipo de parasitos nocautes para alguns desses genes. As análises in silico das sequências disponíveis no banco de dados do genoma do T. cruzi (TriTrypDB) resultaram na identificação de 18 genes que codificam proteínas da via de biossíntese de GPI, bem como do gene da inositolfosforilceramida sintase (IPCS). Sequências correspondentes aos genes TcDPM1, TcGPI3 e TcGPI12 de T. cruzi, expressas em epimastigotas em fusão com GFP, apresentaram uma localização celular compatível com o retículo endoplasmático. Análises dos níveis de RNA de TcGPI8 e TcGPI10 indicaram um aumento da expressão em epimastigotas e amastigotas, os dois estágios proliferativos do parasito. Análises de leveduras deficientes em vários genes da via biossintética de GPI e transformadas com os respectivos genes de T. cruzi mostraram que os genes TcDPM1, TcGPI10 e TcGPI12 foram capazes de restaurar o crescimento desses mutantes em condições não permissivas, indicando que essas proteínas são homólogas às de leveduras. Proteínas recombinantes foram também obtidas em bactérias com o objetivo de desenvolver estudos sobre suas estruturas. Para investigar o papel de proteínas ancoradas a GPI de T. cruzi, o gene TcGPI8, que codifica a subunidade catalítica do complexo que catalisa a última etapa da via, foi deletado. Apesar de terem sido gerados parasitos apresentando um dos alelos deletados, nos quais a diminuição nos níveis de expressão dos mRNAs de TcGPI8 foi observada, várias tentativas de deletar o segundo alelo de TcGPI8 resultaram em parasitos com a inserção dos genes de resistência a droga nos dois alelos, mas que apresentavam rearranjos no genoma e, em consequência, ainda expressavam o mRNA de GPI8. A caracterização desses parasitos mutantes de TcGPI8 indicou que, apesar deles apresentarem somente pequenas alterações na composição do glicocálix, os efeitos dessas alterações na sua capacidade infectiva foram bastante evidentes. Dessa forma, além de aprofundar o conhecimento sobre os componentes da via de biossíntese de âncoras GPI, que parece ser essencial para a sobrevivência do parasito, o presente trabalho possibilitou a geração de mutantes de leveduras complementados com genes ortólogos de T. cruzi, os quais se tornam valiosas ferramentas a serem utilizadas em ensaios de screening em larga escala para a descoberta de novas drogas para o tratamento da doença de Chagas.pt_BR
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectBioquímica e Imunologiapt_BR
dc.subject.otherTripanossoma cruzipt_BR
dc.subject.otherBioquímicapt_BR
dc.subject.otherBiossíntesept_BR
dc.subject.otherGlicosilfosfatidilinositolpt_BR
dc.titleCaracterização de genes de Trypanosoma cruzi envolvidos na via de biossíntese de glicosilfosfatidilinositolpt_BR
dc.typeTese de Doutoradopt_BR
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