Русский 
English
Français
Deutsch
Español
Italiano
Português
日本語
한국어
Определение филяриата N
Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7951 (2023) Цитировать эту статью
241 Доступов
Подробности о метриках
N-связанное гликозилирование является важной посттрансляционной модификацией эукариотических белков. N-связанные гликаны присутствуют на поверхности и секретируются филяриальными белками, которые играют роль во взаимодействиях с хозяином-паразитом. Примеры гликозилированных белков Brugia malayi были идентифицированы ранее, но систематического изучения N-связанного гликопротеома этого или любого другого филяриатозного паразита не проводилось. В этом исследовании мы применили расширенный протокол N-глико FASP с использованием сконструированного углеводсвязывающего белка Fbs1 для обогащения N-гликозилированных пептидов для анализа с помощью LC-MS/MS. Затем мы картировали N-гликозиты на белках трех стадий хозяина паразита: взрослой самки, взрослого самца и микрофилярий. Обогащение Fbs1 N-гликозилированными пептидами улучшило идентификацию N-гликозитов. По нашим данным идентифицировано 582 N-связанных гликопротеина со 1273 N-гликозитами. Онтология генов и предсказание клеточной локализации идентифицированных N-гликопротеинов показали, что они в основном представляли собой мембранные и внеклеточные белки. Сравнивая результаты, полученные от взрослых самок червей, взрослых самцов червей и микрофилярий, мы обнаруживаем изменчивость N-гликозилирования на уровне белка, а также на уровне отдельных N-гликозитов. Эти вариации выделены в N-гликопротеинах кутикулы и N-гликопротеинах, ограниченных взрослыми червями, как примеры белков на границе с хозяином-паразитом, которые хорошо позиционируются в качестве потенциальных терапевтических мишеней или биомаркеров.
Brugia malayi — один из трех филяриатозных паразитов человека, вызывающих лимфатический филяриоз, изнурительную и хроническую забытую тропическую болезнь, которая в настоящее время угрожает более чем 859 миллионам человек в 50 странах мира1,2. Симптомы у отдельных людей могут варьироваться от легких до тяжелых, включая поражение лимфатической системы и почек и возможное закупорку лимфатических сосудов с отеком гениталий и конечностей1,2. Взрослые черви, обитающие в лимфатической системе иммунокомпетентных особей, могут выжить в среднем 6–8 лет. Самки червей выделяют миллионы микрофилярий (незрелых личинок), которые попадают в кровоток, где могут быть проглочены комарами, насекомыми-переносчиками этих паразитов. У комаров микрофилярии линяют и через несколько стадий развиваются до инфекционной третьей личиночной стадии (L3), которая затем может передаваться с кровью другим людям. Эти личинки L3 затем линяют и созревают, мигрируя в лимфатическую систему, где завершают жизненный цикл1,2. В 66 странах было проведено более 7 миллиардов курсов лечения для борьбы с лимфатическим филяриатозом в рамках усилий ВОЗ по ликвидации этого заболевания1,3. Современные методы лечения, хотя и эффективны в снижении передачи инфекции за счет снижения или устранения микрофилярий, циркулирующих в крови, не убивают взрослых червей, ответственных за симптомы, связанные с филяриатозом3,4. Кроме того, поступали сообщения о возникающей резистентности к современным методам лечения5,6. Для расширения доступных мер контроля необходимы дополнительные исследования по расширению доступных вариантов лекарств и целевых показателей лекарств.
Взаимодействия, опосредованные паразитами, с хозяином-млекопитающим, такие как иммуномодуляция и уклонение от иммунитета, позволяют B. malayi и другим филяриатозным паразитам существовать в течение многих лет в иммунокомпетентных хозяевах и представляют собой активную область исследований7. Гликоконъюгаты, присутствующие на поверхности червя, секретируемые, выделяемые или присутствующие во внеклеточных везикулах, выделяемых паразитом в хозяина, являются частью важнейших механизмов, которые позволяют этим паразитам существовать годами без клиренса8,9,10,11. Детальная характеристика этих важнейших молекул и путей их синтеза может выявить кандидатные биомаркеры, терапевтические мишени, молекулы вакцин или диагностические инструменты для дальнейшей разработки. Например, в настоящее время диагностическим тестом на лимфатический филяриоз является выявление циркулирующего филяриатозного антигена Wuchereria Bancrofti с помощью моноклональных антител12. Недавние исследования показали, что признанным эпитопом является гликан, и необходимы дополнительные исследования для полной характеристики структуры13.
For parasitic nematodes, the host parasite interface can be defined as the cuticle or outer exoskeleton covering of the worm, excretory-secretory (ES) components, and extracellular vesicles. Early studies of filarial worm cuticle proteins identified two B. malayi glycoproteins. gp29 (Bm2151) is a major surface glycoprotein found in the cuticle of adult worms with homology to the glutathione peroxidases that are part of the oxidative stress response22. gp15/400 (Bm6083 or Bm6084, Bma-npa-1) is a nematode polyprotein allergen related glycoprotein found in the cuticle of the adult worms and is thought to play a role in acquiring the required fatty acids that the worms cannot synthesize de novo22,23. Recently, gp15/400 was described as an immunodominant antigen targeted by human IgE monoclonal antibodies produced from parasite infected human sera24. Later studies broadened the number of cuticle associated proteins but little is known about their glycosylation status25. ES-62 (Bm9816) is a major secreted glycoprotein in filarial nematodes26,27 and of special interest due to immunomodulatory phosphorylcholine substitution of its N-glycans8,9,26. Larger proteomic studies of excreted and secreted proteins28,29, extracellular vesicle proteins30 and membrane or surface enriched proteins31 highlighted more proteins that are exposed to the mammalian host. However, the possibility of glycan-mediated interactions with the host were not addressed in these strictly proteomic analyses. N-linked glycosite mapping in Caenorhabditis elegans, a soil living nematode, identified 829 N-linked glycoproteins in one study and 1010 N-linked glycoproteins in a second21,32. These studies that identified over a thousand N-glycoproteins included all stages (egg, L1, L2, L3, L4, and adult worms) of the nematode life cycle (2015)." href="/articles/s41598-023-34936-9#ref-CR33" id="ref-link-section-d12369696e568"33. A recent glycosite mapping of a Clade V34 parasitic nematode, Haemonchus contortus, identified 291 N-linked glycoproteins35 from only a mixed adult worm sample./p> We used NetNGlyc-1.046 to find the canonical N-X-S/T glycosites present in each N-glycoprotein. We used Weblogo47 to create a sequence logo for extracted -10 to + 10 amino acid sequences. We used BioVenn48 to generate a proportional Venn diagram. We used TMHMM-2.049 to predict transmembrane domains. We used UpsetR50 to generate UpsetR intersecting set plots. The gene ontology identification and functional enrichment analysis was performed using g:Profiler (version e105_eg52_p16_e84549f.) with g:SCS multiple testing correction method applying significance threshold of 0.0551. We used ggplot (2016)." href="/articles/s41598-023-34936-9#ref-CR52" id="ref-link-section-d12369696e755"52 to generate scatter plots from gene enrichment data analysis. We used DeepLoc to predict subcellular localization for each N-glycoprotein53. We used Parasite Biomart at Wormbase to search for both C. elegans and H. contortus orthologs to identified B. malayi N-glycoproteins54. We used Clustal Omega to generate a multiple sequence alignment55./p>