酵母ユビキノン結合タンパク質の熱帯熱マラリア原虫の特性評価

コエンザイムQ（COQ、ユビキノン）は、ミトコンドリア呼吸における中心電子キャリアです。COQは、多くの異なる酵素を含む複数のステップで合成されます。呼吸に使用されるCoqがミトコンドリア内膜二重層全体に拡散する自由プールとして存在するという一般的な見解は、最近挑戦されています。酵母Saccharomyces cerevisiaeでは、Coq10pをコードする遺伝子の欠失は、CoQの合成を阻害することなく呼吸不足をもたらし、Coq10タンパク質が呼吸の部位へのCOQの送達に重要であることを示唆しています。これが達成される正確なメカニズムは、現在不明のままです。主にトロフォゾイト段階の寄生虫で発現し、寄生虫ミトコンドリオンに局在するCOQ10（PFCOQ10）のマラリア原虫オーソログを特定しました。S. cerevisiae coq10の欠失株におけるPFCOQ10の発現は、酵母の呼吸基質上で成長する能力を回復し、広大な進化距離にわたってこのタンパク質の顕著な機能的保存を示唆しています。抗マラリア薬アトバコーンはCOQの競合阻害剤として作用するため、PFCOQ10の過剰発現が寄生虫および酵母ミトコンドリアのアトバコーン感受性を変化させたかどうかを評価しましたが、その活性の変化は見つかりませんでした。

Coenzyme Q (CoQ, ubiquinone) is a central electron carrier in mitochondrial respiration. CoQ is synthesized through multiple steps involving a number of different enzymes. The prevailing view that the CoQ used in respiration exists as a free pool that diffuses throughout the mitochondrial inner membrane bilayer has recently been challenged. In the yeast Saccharomyces cerevisiae, deletion of the gene encoding Coq10p results in respiration deficiency without inhibiting the synthesis of CoQ, suggesting that the Coq10 protein is critical for the delivery of CoQ to the site(s) of respiration. The precise mechanism by which this is achieved remains unknown at present. We have identified a Plasmodium orthologue of Coq10 (PfCoq10), which is predominantly expressed in trophozoite-stage parasites, and localizes to the parasite mitochondrion. Expression of PfCoq10 in the S. cerevisiae coq10 deletion strain restored the capability of the yeast to grow on respiratory substrates, suggesting a remarkable functional conservation of this protein over a vast evolutionary distance, and despite a relatively low level of amino acid sequence identity. As the antimalarial drug atovaquone acts as a competitive inhibitor of CoQ, we assessed whether over-expression of PfCoq10 altered the atovaquone sensitivity in parasites and in yeast mitochondria, but found no alteration of its activity.