寄生虫の感染を阻止するための標的としてのスルフィドリルオキシダーゼの特性評価

Characterization of a Sulfhydryl Oxidase From as a Target for Blocking Parasite Transmission.

• Wenqi Zheng
• Fei Liu
• Feng Du
• Fan Yang
• Xu Kou
• Yiwen He
• Hui Feng
• Qi Fan
• Enjie Luo
• Hui Min
• Jun Miao
• Liwang Cui
• Yaming Cao

抄録

真核生物の多種多様な種に存在するキエシンスルフィドリルオキシダーゼ（QSOX）は、展開されていない、還元されたタンパク質へのジスルフィド結合の挿入を触媒する。ここでは、配列決定されたすべてのマラリア寄生虫種に保存されている、げっ歯類マラリア寄生虫（PbQSOX）由来のQSOXタンパク質を特徴付けた。PbQSOXタンパク質は無性赤血球期では発現しなかったが、オオキネットで最も多く発現していた。間接免疫蛍光アッセイにより、PbQSOXは、配偶体細胞、配偶体およびオオキネットの細胞質に局在しているだけでなく、配偶体およびオオキネットの表面にも発現していることが明らかになった。ウェスタンブロットは、分泌を示唆するオオキネットの培養液中のPbQSOXの細胞外存在を同定した。欠失（Δ）は、無性生殖細胞内の発生には影響を与えなかったが、雄性配偶子細胞のexflagellationだけでなく、オオキネットの形成と成熟を減少させた。 欠失はまた、オキネット表面タンパク質の減少したチオール基の有意な増加をもたらし、オキネットの発達に必要とされるかもしれない表面タンパク質のジスルフィド結合の完全性を維持する役割を果たしている可能性を示唆している。Δ感染マウスを餌にした蚊は、野生型の寄生虫感染マウスを餌にした場合と比較して、オオキネットと卵巣の数が有意に減少した。さらに、組換えPbQSOXに対するポリクローナルマウス抗血清およびモノクローナル抗体の両方が、蚊の給餌アッセイにおいて実質的な伝達阻害活性を示したことから、QSOXが寄生虫の伝達を阻害するための潜在的なターゲットであることが示唆された。

Quiescin sulfhydryl oxidase (QSOX), present in a wide variety of eukaryotic species, catalyzes the insertion of disulfide bonds into unfolded, reduced proteins. Here we characterized the QSOX protein from the rodent malaria parasite (PbQSOX), which is conserved in all sequenced malaria parasite species. The PbQSOX protein was not expressed in asexual erythrocytic stages, but was most abundantly expressed in ookinetes. Indirect immunofluorescence assays revealed PbQSOX was not only localized in cytoplasm of gametocytes, gametes and ookinetes, but also expressed on the surface of gametes and ookinetes. Western blot identified extracellular presence of PbQSOX in the culture medium of ookinetes suggestive of secretion. deletion (Δ) did not affect asexual intraerythrocytic development, but reduced exflagellation of male gametocytes as well as formation and maturation of ookinetes. deletion also led to a significant increase in the reduced thiol groups of ookinete surface proteins, suggesting that it may play a role in maintaining the integrity of disulfide bonds of surface proteins, which might be needed for ookinete development. Mosquitoes that fed on Δ-infected mice showed a significant reduction in ookinete and oocyst numbers compared to those fed on wild-type parasite-infected mice. Further, both polyclonal mouse antisera and a monoclonal antibody against the recombinant PbQSOX exhibited substantial transmission-blocking activities in and mosquito feeding assays, suggesting QSOX is a potential target for blocking parasite transmission.

Copyright © 2020 Zheng, Liu, Du, Yang, Kou, He, Feng, Fan, Luo, Min, Miao, Cui and Cao.