Identification of an exported heat shock protein 70 in Plasmodium falciparum

Parasite. 2013:20:2. doi: 10.1051/parasite/2012002. Epub 2013 Jan 14.

Abstract

Host cell remodelling is a hallmark of malaria pathogenesis. It involves protein folding, unfolding and trafficking events and thus participation of chaperones such as Hsp70s and Hsp40s is well speculated. Until recently, only Hsp40s were thought to be the sole representative of the parasite chaperones in the exportome. However, based on the re-annotated Plasmodium falciparum genome sequence, a putative candidate for exported Hsp70 has been reported, which otherwise was known to be a pseudogene. We raised a specific antiserum against a C-terminal peptide uniquely present in PfHsp70-x. Immunoblotting and immunofluorescence-based approaches in combination with sub-cellular fractionation by saponin and streptolysin-O have been taken to determine the expression and localization of PfHsp70-x in infected erythrocyte. The re-annotated sequence of PfHsp70-x reveals it to be a functional protein with an endoplasmic reticulum signal peptide. It gets maximally expressed at the schizont stage of intra-erythrocytic life cycle. Majority of the protein localizes to the parasitophorous vacuole and some of it gets exported to the erythrocyte compartment where it associates with Maurer's clefts. The identification of an exported parasite Hsp70 chaperone presents us with the fact that the parasite has evolved customized chaperones which might be playing crucial roles in aspects of trafficking and host cell remodelling.

La réorganisation de la cellule hôte est une caractéristique de la pathogenèse de la malaria. Elle implique le repliement et le dépliement de protéines et des événements de trafic, et la participation de chaperons tels que Hsp70 et Hsp40 a donc été spéculée. Jusqu’à récemment, on pensait que les protéines Hsp40 étaient les seules représentantes des chaperons parasitaires dans l’exportome. Toutefois, sur la base d’une séquence ré-annotée du génome de Plasmodium falciparum, un candidat possible pour une Hsp70, qui autrement était connu comme pseudogène, a été signalé. Nous avons produit un antisérum spécifique contre un peptide C-terminal présent uniquement chez PfHsp70-x. Nous avons utilisé des approches basées sur l’immunomarquage et l’immunofluorescence en combinaison avec le fractionnement subcellulaire par la saponine et le streptolysine-o pour déterminer l’expression et la localisation de PfHsp70-x dans l’érythrocyte infecté. La séquence ré-annotée de PfHsp70-x s’est révélée être une protéine fonctionnelle avec un peptide de signal du réticulum endoplasmique. Elle est exprimée au maximum dans le stade schizonte du cycle intra-érythrocytaire. La majorité de la protéine se localise dans la vacuole parasitophore et une partie est exportée vers le compartiment érythrocytaire où elle s’associe avec les fissures de Maurer. L’identification d’un chaperon Hsp70 parasitaire exporté signifie que le parasite a développé des chaperons adaptés qui pourraient jouer un rôle crucial dans des aspects du trafic et de la réorganisation de la cellule hôte.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Amino Acid Sequence
  • Animals
  • Antibodies, Protozoan / immunology
  • Antibody Specificity
  • Base Sequence
  • Electrophoresis, Gel, Two-Dimensional
  • Erythrocytes / parasitology
  • Fluorescent Antibody Technique, Indirect
  • Gene Expression Regulation
  • HSP70 Heat-Shock Proteins / chemistry
  • HSP70 Heat-Shock Proteins / genetics
  • HSP70 Heat-Shock Proteins / isolation & purification*
  • HSP70 Heat-Shock Proteins / metabolism
  • Humans
  • Immune Sera / immunology
  • Mice
  • Molecular Sequence Data
  • Plasmodium falciparum / chemistry*
  • Plasmodium falciparum / genetics
  • Plasmodium falciparum / growth & development
  • Protozoan Proteins / chemistry
  • Protozoan Proteins / genetics
  • Protozoan Proteins / isolation & purification*
  • Protozoan Proteins / metabolism
  • RNA, Messenger / metabolism
  • Rabbits
  • Sequence Alignment

Substances

  • Antibodies, Protozoan
  • HSP70 Heat-Shock Proteins
  • Immune Sera
  • Protozoan Proteins
  • RNA, Messenger