Caracterização molecular de uma nova família de proteínas de membrana de trypanosoma cruzi (tc-smp) similar à proteína de membrana (pssa-2) de trypanosoma brucei

Abstract

We identified a new family of Trypanosoma cruzi membrane proteins (Tc-SMP)that shares 40% identity with the procyclic-form surface glycoproteins (PSSA-2) from Trypanosoma brucei, a stage-specific surface antigen with properties of type I integral membrane proteins. We identified 12 Tc-SMP genes in the T. cruzi genome (clone CL Brener) that encode 380-470 amino acid proteins with 2-3 conserved transmembrane domains. Tc-SMP genes are arranged in tandem and share high levels of identity between them, suggesting that they were evolved by gene duplication. The chromosome region harboring Tc-SMP loci is very well conserved across the Trypanosoma species of mammals, and also in T. grayi, isolated from African crocodiles, indicating that genes TcSMP existed in early trypanosome ancestry. Tc-SMP proteins can be classified according to their size into two groups: TcSMP_L (large) and Tc-SMP_S (small). Tc-SMP_L proteins are predicted to have three transmembrane (TM) domains, the first TM domain corresponding to a putative signal peptide. While Tc-SMP_S have two TM domains and the first could act as a signal peptide. While Tc-SMP_S have two TM domains and the first could act as a signalanchor. The presence of signal peptide suggests that some members of Tc-SMP family may be addressed to cell surface and/or secreted, which was confirmed by immunofluorescence and proteomic assays. Tc-SMP transcripts were identified in all stages of parasite life cycle. Although transcripts of various sizes have been detected in different parasite stages, Tc-SMP proteins express a single molecular mass protein of 40 kDa. This prediction is consistent with the reaction of an anti-Tc-SMP serum with a single band of the same molecular mass in extracts of different parasite forms. The presence of Tc-SMP protein at the parasite?s surface and in the secreted vesicles suggests that they may interact with molecules on the surface of the host cell by egulating the parasite-host cell interaction. By using invasion assays we demonstrated that a recombinant Tc-SMP inhibits 38% the rate of invasion of HeLa cells by metacyclic trypomastigotes. Our data suggests a role of Tc-SMP in the internalization of metacyclic trypomastigostes process in mammalian cells, to confirm the hypothesis that T. cruzi exploits multiple ligand-receptor interactions for invading mammalian cells. Although Tc-SMP proteins are minor components on the surface of T. cruzi, they can play important role in host-parasite interaction.

Nós identificamos uma nova família de proteínas de membrana de Trypanosoma cruzi (Tc-SMP) que possui 40% de identidade com as glicoproteínas de superfície das formas procíclicas (PSSA-2) de Trypanosoma brucei, um antígeno de superfície estágioespecífico com propriedades de proteína integral de membrana do tipo I. Nós identificamos 12 genes Tc-SMP no genoma de T. cruzi (clone CL Brener) que codificam proteínas de 380-470 aminoácidos com 2-3 domínios transmembrânicos conservados. Os genes Tc-SMP estão organizados em tandem e possuem alta identidade entre si, sugerindo que evoluíram por duplicação gênica. As regiões cromossômicas nas quais os genes Tc-SMP estão inseridos são bastante conservadas entre as diferentes espécies de tripanossomas de mamíferos, bem como em T. grayi, espécie isolada de crocodilos africanos, indicando que os genes Tc-SMP existiam em um ancestral comum desses tripanossomatídeos. As proteínas Tc-SMP podem ser classificadas de acordo com o tamanho em dois grupos: Tc-SMP_L (maiores) e Tc-SMP_S (menores). As proteínas Tc-SMP_L possuem três domínios transmembrânicos (DTM) por predição, sendo o primeiro correspondente a um peptídeo sinal putativo, ao passo que as proteínas Tc-SMP_S possuem dois DTM e o primeiro pode atuar como âncora sinal. A presença do peptídeo sinal sugere que alguns membros da família Tc-SMP podem ser endereçados para a superfície celular e/ou ser secretados, o que pode ser confirmado por imunofluorescência e análise de proteômica. Transcritos Tc-SMP foram identificados em todas as formas de vida do parasita. Embora tenham sido detectados transcritos de diferentes tamanhos, as proteínas Tc-SMP expressas possuem 40 kDa. Essa predição é consistente com a reação do anticorpo antiTc-SMP com uma única banda de mesma massa molecular nos extratos de diferentes parasitas. A presença de proteínas Tc-SMP na superfície dos parasitas e em vesículas secretadas sugere que elas podem interagir com moléculas na superfície das células hospedeiras participando da interação parasita-hospedeiro. Por ensaios de invasão, nós demonstramos que a proteína recombinante Tc-SMP inibe em 38% a taxa de invasão de tripomastigotas metacíclicos em células HeLa. Nossos dados sugerem o papel das proteínas Tc-SMP no processo de internalização de tripomastigotas metacíclicos em células de mamíferos, confirmando a hipótese de que T. cruzi utiliza múltiplas interações ligante-receptores para invadir células de mamíferos. Embora proteínas Tc-SMP sejam os componentes minoritários da superfície de T. cruzi, elas podem ter papel importante na interação parasita-hospedeiro.