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Hamburg, Carl von Ossietzky

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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-24696
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2005/2469/


Einfluss der Cysteinpeptidasen auf die Pathogenität von Entamoeba histolytica (Schaudinn, 1903)

Nowak, Nicolas

Originalveröffentlichung: (2005) J Biol Chem. 2004 Sep 10;279(37):38260-6. Epub 2004 Jun 23. , Protein Expr Purif. 2002 Feb;24(1):131-7.
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Entamoeba , Peptidase , Proteinase , Inhibitor , Parasiten
Basisklassifikation: 42.13 , 42.36 , 42.70
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Tiere (Zoologie)
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Bruchhaus, Iris (Priv.-Doz. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 08.04.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 31.05.2005
Kurzfassung auf Deutsch: Die Cysteinpeptidasen EhCP1, EhCP2 und EhCP5 sind für ca. 90% der proteolytischen Aktivität der Amöben verantwortlich. Aufgrund der Membranassoziation der EhCP5, dem Fehlen von EhCP1 und EhCP5 in E. dispar und der hohen Sequenzübereinstimmung der Cysteinpeptidasen EhCP1 und EhCP2 ist zu vermuten, dass die Cysteinpeptidase EhCP5 einen Hauptpathogenitätsfaktor der Amöben darstellt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Funktion der Cysteinpeptidase EhCP5 im Hinblick auf die proteolytische Aktivität und Pathogenität von E. histolytica näher untersucht. Dabei gelang erstmalig eine Überexpression der Cysteinpeptidase EhCP5 in E. histolytica.
In Aktivitätstests mit spezifischen Substraten für die Cysteinpeptidasen von E. histolytica war die proteolytische Aktivität EhCP5 überexprimierender E. histolytica um ca. Faktor fünf gesteigert. Die Zunahme der Aktivität konnte sowohl der Cysteinpeptidase EhCP5 als auch den Cysteinpeptidasen EhCP1 und EhCP2 zugeordnet werden. Aus den Ergebnissen ist zu schließen, dass die Cysteinpeptidase EhCP5 vermutlich die Cysteinpeptidasen EhCP1 und EhCP2 prozessiert.
Weiterhin wurde die Pathogenität der EhCP5 überexprimierenden Zellen in vitro untersucht. Dabei war die Cytopathogenität der Trophozoiten um den Faktor 1,5 bis 2 erhöht, die der Zellextrakte demgegenüber um den Faktor 4 gesteigert. Die Erythrophagozytose war dagegen um 35% vermindert. Die hämolytischen Eigenschaften waren nicht beeinflusst.
Eine signifikante Erhöhung der Amöbenleberabszessbildung durch die Überexpression der Cysteinpeptidase EhCP5 konnte ebenfalls gezeigt werden. Dies zeigt somit die wichtige Bedeutung der Cysteinpeptidase EhCP5 als Pathogenitätsfaktor von E. histolytica.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Resistenzentwicklung durch den Cysteinpeptidaseinhibitor E-64 studiert. Dabei wurden E-64 resistente E. histolytica generiert, die in Gegenwart von E-64 keine proteolytische Aktivität mehr aufweisen, sich aber mit gleicher Wachstumsrate vermehren wie in Abwesenheit von E-64. Die Zellen wiesen keine Kreuzresistenz gegenüber membrangängigen Cysteinpeptidaseinhibitoren auf.
Von besonderem Interesse war die Frage nach der Pathogenität der Zellen in vivo und in vitro. Die cytopathischen Eigenschaften der Zellen unterschieden sich nicht von Wild-Typ Zellen. Demgegenüber war die Bildung von Amöbenleberabszessen durch resistente Zellen auch in Abwesenheit des Inhibitors signifikant verringert. Weiterhin gab es Hinweise darauf, dass resistente Zellen nicht prozessierte Cysteinpeptidasen sezernieren können. Vermutlich reichern sich nicht prozessierte Cysteinpeptidasen in nicht resistenten Zellen an was das Absterben der Trophozoiten auslösen könnte.
Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass Cysteinpeptidasen entscheidend für die Pathogenität von E. histolytica sind. Resistente Zellen sind aber durchaus dazu in der Lage, in vitro unter Kulturbedingungen ohne proteolytische Aktivität zu überleben.
Die Pathogenität von E. histolytica ist vermutlich ein multifaktorieller Prozess, an dem die Cysteinpeptidasen – insbesondere EhCP5 – einen bedeutenden Anteil haben.

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