A Study on Trypanosomal Polyamine Biosynthetic Enzymes

Abstract: Popular Abstract in Swedish En cell är uppbyggd av många olika ämnen som är livsviktiga för dess liv. Polyaminerna – putrescin, spermidin och spermin – är några av dessa ämnen. Celler måste ha tillräckligt mycket polyaminer för att tillväxten ska ske normalt: för lite gör att cellerna slutar att dela sig och för mycket kan omvandla celler till cancer celler. Kunskap om vad polyaminer gör och hur deras tillverkning kontrolleras är viktig ur medicinsk synpunkt. Vissa typer av cancer kan eventuellt behandlas genom att man hämmar polyaminbildning i cellerna. Det främsta användningsområdet just nu är att behandla sjukdomar som orsakas av encelliga parasiter, så kallade trypanosomatider. Afrikansk sömnsjuka är en sjukdom som drabbar hundratusentals människor varje år och den skördar många liv. Den orsakas av parasiten Trypanosoma brucei. Man kan bota sjukdomen genom att behandla med en substans som hämmar polyaminbildning. Leishmaina donovani som orsakar leishmaniasis, en sjukdom som drabbar de inre organen, är också en plåga för den fattiga befolkningen i världen. För att utveckla bra läkemedel måste man känna till skillnaderna mellan parasiterna och deras värd och därför är karakteriseringen av proteiner (äggviteämnen) som krävs för polyaminbildning i parasiter av stort intresse. Vi har valt att använda oss av insektsparasiten Crithidia fasciculata som är en modellparasit för de sjukdomsalstrande parasiterna. Polyaminer är positivt laddade i celler och binder till cellens negativt laddade komponenter och påverkar därmed komponenternas aktiviteter i cellen. Det finns två proteiner som är viktiga för bildning av dessa ämnen: ornitindekarboxylas (ODC) och S-adenosylmetionindekarboxylas (AdoMetDC). I avhandlingen har vi undersökt C. fasciculata ODC och AdoMetDC. Mängden protein som finns i celler regleras hela tiden på olika sätt. Nedbrytning av proteiner som inte längre behövs är en viktig process. C. fasciculata ODC har en snabb proteinomsättning i cellen. Vi har visat att C. fasciculata ODC bryts ner i ett nedbrytningsmaskineri som kallas 26 S-proteasom. Vi har hittat ledtrådar till hur 26 S-proteasom känner till att C. fasciculata ODC ska nedbrytas. Den del av C. fasciculata ODC som står för proteinets snabba omsättning har också karakteriserats. C. fasciculata AdoMetDC visade sig också att ha en extremt snabb omsättning. Proteinet har en livslängd på bara några minuter. I detta avseende liknar proteinet mer däggdjurs AdoMetDC än andra trypanosom AdoMetDC. I motsats till däggdjurs AdoMetDC, regleras inte C. fasciculata AdoMetDC av polyaminer. En anledning till varför C. fasciculata ODC och AdoMetDC har den snabba omsättningen kan vara att parasiterna lever i en otrygg miljö och därmed snabbt måste kunna ändra mängderna av de här livsviktiga proteinerna. Som jag har nämnt tidigare är polyaminer nödvändiga för att celler ska kunna tillväxa. Ett sätt att undersöka vilken betydelse och på vilket sätt polyaminer är viktiga för cellens tillväxt är att öka eller sänka dess mängd av polyaminer och studera effekten. I mitt arbete har jag påverkat cellers polyaminpooler genom att föra in ODC-gener från C. fasciculata och L. donovani till celler som saknar ODC proteinet. Som kontroll användes celler med en normal ODC-gen. De normala cellerna och cellerna som hade ODC-gener från C. fasciculata och L. donovani hade olika innehåll av polyaminer och cellerna växte och delade sig med olika hastighet. I arbetet försökte vi närmare kartlägga polyaminernas roll i olika faser i cellers tillväxt. Varje år drabbas miljontals människor i framför allt den fattiga delen av världen av olika parasitsjukdomar. Den mest kända parasitsjukdomen är malaria och även när det gäller malaria pågår forskning omkring polyaminer. Med vår forskning hoppas vi kunna bidra till utvecklingen av bättre och billigare behandling av olika typer av parasitisjukdomar.