Die Protozoen des Genus Plasmodium verursachen weltweit rund 247 Millionen Malariafälle jedes Jahr. Da der Malariaparasit schnell und effektiv Resistenzen gegen neue Antimalaria-Medikamente entwickelt, ist es notwendig, stets innovative Wirkstoffe zu finden. Dabei spielen das Verständnis der grundlegenden Stoffwechselfunktionen und die Entdeckung neuer potenzieller drug targets wichtige Rollen in der präklinischen Forschung. Während ihrer Lebensphasen in menschlichen Erythrozyten und dem Mückenvektor sind die Malariaparasiten verschiedenen pro-oxidativen Umgebungen ausgesetzt. Daher haben die Parasiten ein komplexes Netzwerk aus antioxidativen schützenden Mechanismen entwickelt. Wie in vielen anderen Organismen repräsentieren redox-aktive Selenoproteine eine wichtige Komponente in diesem Netzwerk.In der vorliegenden Arbeit wurden die vier Selenoproteine aus Plasmodium falciparum biochemisch und funktionell charakterisiert. Mittels bioinformatischer Analysen, wie Alignments und Motiv-Scans, konnten Ähnlichkeiten zwischen PfSel1 und SelK, PfSel2 und SelT sowie PfSel4 und SelS herausgestellt werden. Hingegen erscheint PfSel3 einzigartig unter den bisher bekannten Selenoproteinen.Die Lokalisationsstudien mittels GFP-Fusions-Konstrukten unterstreichen die Ähnlichkeiten in den bioinformatischen Analysen. So befinden sich PfSel1, PfSel2 und PfSel4, wie SelK, SelT und SelS, im Endoplasmatischen Retikulum. Hingegen ist PfSel3 im Nukleus sowie im Apicoplasten aufzufinden und nimmt somit wieder eine Sonderstellung ein.Transkriptionsprofile der vier Selenoproteine und anderer plasmodialer redox-aktiver Proteine wurden nach dem Zusatz der Zellkultur mit Paraquat, Natriumnitroprussid, Methylenblau bzw. Natriumselenit erstellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Transkripte der Selenoproteine durch die Selenverfügbarkeit reguliert werden. Methylenblau hat keinen Einfluß auf die Transkription der untersuchten Gene. Vergleiche der Selenoproteine-Transkriptlevel mit den Transkriptleveln bekannter redox-aktiver Proteinen zeigten, dass PfSel1 und PfSel4 ähnlich wie PfTPx1, PfTPxGl und PfTrx1 durch oxidativen und nitrosativen Stress während des Wechels von Ring zu Trophozoiten stark reprimiert werden. Im Ringstadium werden hingegen die mRNA-Level von PfSel3, PfSPS und PfAOP extrem durch nitrosativen Stress reprimiert. Im Schizontenstadium reguliert Plasmodium ebenfalls durch nitrosativen Stress fast alle redox-aktiven Transkripte, namentlich Pf1cys, PfAOP, PfGrx, PfTPxGl, PfTrx1 und PfTrxR, hoch. Weiterhin wurde die heterologe Überexpression der plasmodialen Selenoproteine als Sec>Cys-Mutanten in E. coli optimiert. Mittels Gelfiltrationschromatographie und Quervernetzungs-experimenten konnten erste Eindrücke auf die Oligomerisierungszustände der rekombinanten Proteine gewonnen werden. Erste funktionelle Assays zeigen eine mögliche Redoxfunktion von PfSel1 und PfSel4. Die Überexpression von PfSel2 in Plasmodium falciparum führt zu einem Anstieg des freien cytosolischen Calciums. Daneben konnten einige Interaktionspartner mittels pull-down-Analysen für PfSel1 und PfSel4 gefangen werden. Im Rahmen dieser Arbeit konnten neue Informationen über die plasmodialen Selenoproteine gewonnen werden. Sie stellen potenzielle drug targets dar, die in weiteren Experimenten genauer analysiert werden müssen.
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