Aminoglycerophospholipid flipping and P4-ATPases in Toxoplasma gondii - Chen, Kai (2024)
Die Umkehrung von Lipiden und die asymmetrische Verteilung in Membranbilayern sind häufige Phänomene bei Eukaryoten, katalysiert durch P4-ATPasen. Ihr Auftreten und ihre Bedeutung bei apikomplexen Parasiten sind jedoch wenig erforscht. Wir zeigen, dass Toxoplasma gondii Phosphatidylserin (PtdSer) und Phosphatidylethanolamin (PtdEtn) aus seiner Umgebung aufnehmen kann, jedoch keine Phosphatidylcholin (PtdCho)-Sonden. Die flusszytometrische Quantifizierung bestätigte die Selektivität des Phospholipidtransports und dessen Abhängigkeit von Energie (ATP) und Protein.Wir identifizierten fünf P4-ATPasen (TgP4-ATPase1-5) und ihre Untereinheiten - das Ligandeffektormodul (TgLem1-3) im Genom von T. gondii. TgP4-ATPase1 ist in der apikalen Plasmamembran mit TgLem1 vorhanden; TgP4-ATPase3 und TgLem3 sind im Golgi-Netzwerk lokalisiert, während TgP4-ATPase2 und TgP4-ATPase5 in der Plasmamembran und den Endo-/Zytomembranen vorkommen. Die Depletion von TgP4-ATPase1-3 beeinträchtigte das Wachstum des Parasiten in humanen Wirtszellen und offenbarte deren entscheidende Rolle. Zusätzlich zeigten unsere Arbeiten, dass TgP4-ATPase1 und TgLem1 zusammenarbeiten, um PtdSer über die Plasmamembran zu translozieren. Ein genetisches Ausschalten von P4-ATPase1 und eine bedingte Depletion von TgLem1 in Tachyzoiten störten die asexuelle Reproduktion und die Translokation von PtdSer erheblich. Die phänotypische Analyse einzelner Mutanten zeigte, dass die Lipidumkehrung für die Motilität, den Ausbruch und die Invasion der Tachyzoiten notwendig ist. Biotinylierungsbasierte Nähe-Assays und reziproke Immunpräzipitationsexperimente zeigten die physische Interaktion von P4-ATPase1 und Lem1. Unsere Ergebnisse verdeutlichen die Bedeutung der Lipidumkehrung während des lytischen Zyklus eines Modellpathogens und identifizieren P4-ATPase1 als potenzielles Wirkstoffziel in T. gondii.