Protein import into mitochondria and peroxisomes of parasitic protists

Abstract

Předkládaná práce vychází ze tří projektů, kterým je společný zájem o evoluci eukaryotických organel a molekulárních systémů importu proteinů. První projekt poukazuje na možnost, že se peroxisomy (typické organely aerobních eukaryot) zachovaly u anaerobní skupiny Archamoebae, která zahrnuje parazita Entamoeba histolytica a volně žijícího prvoka Mastigamoeba balamuthi. Nejsilnějším vodítkem byl nález proteinů homologních ke známým komponentám peroxisomálního importu proteinů. Cílem druhého projektu je charakterizovat neznámou proteinovou translokázu vnitřní membrány mitosomů (redukovaných mitochondrií) u anaerobního prvoka Giardia intestinalis, kde se podařilo objevit podjednotku Tim44 této translokázy. Poslední projekt ukazuje, že translokáza vnější mitochondriální membrány trypanosomatid je příbuzná typické eukaryotické translokáze Tom40. Toto zjištění je důležité, neboť nepřítomnost Tom40 byla dříve považována za jeden z ancestrálních znaků trypanosomatid.

The presented thesis includes three related projects, that are linked by a common interest in the evolution of eukaryotic organelles and machineries that import proteins into these compartments. The first project considers the possibility of peroxisomes (eukaryotic organelles known in aerobic organisms) being conserved in two related anaerobic protists: a free-living amoeba Mastigamoeba balamuthi and a parasite Entamoeba histolytica. The most important hint for the presence of peroxisomes was the discovery of proteins that are homologous to known components of the peroxisomal protein import machinery. The second project aims to characterize the unknown protein translocase of the inner membrane (TIM) in the mitosomes (extremely reduced mitochondria) of an anaerobic protozoan Giardia intestinalis. We have discovered an important subunit of the mitosomal translocase (Tim44), which usually tethers the Hsp70/PAM (presequence translocase-associated motor) complex to the TIM translocon. The last project shows that the protein translocase of the outer mitochondrial membrane in trypanosomatids is related to a typical eukaryotic channel Tom40. This finding is important because the absence of Tom40 was previously considered an ancestral feature of trypanosomatids.