Redox metabolism in Trypanosoma cruzi. Study of glutahione dependent metabolic pathways

Muchas formas de vida han desarrollado mecanismos para resistir al desafío impuesto por las especies reactivas del oxígeno, o para utilizar estas especies con fines regulatorios o de señalización. En los parásitos tripanosomátidos, el metabolismo redox constituye una compleja red dependiente fundamentalmente de tripanotión, aunque otros tioles como la glutationil espermidina y el glutatión también están presentes. En esta tesis, se aborda la caracterización de proteínas redox de Trypanosoma cruzi, y la dependencia de las mismas con el glutatión. Se presenta el estudio de una glutationil espermidina sintetasa, a través del análisis cinético de la proteína recombinante. El análisis de la expresión de esta proteína permitió concluir sobre su ocurrencia en el estadio replicativo del parásito en el huésped. Se presentan también estudios realizados con el objetivo de caracterizar funcionalmente dos glutarredoxinas presentes en el parásito: una monotiólica (formando parte de una proteína multidominio), y una ditiólica. Mediante ensayos cinéticos se pudo establecer la capacidad de estas proteínas como mediadores en la reducción de diversos sustratos y la utilización de diversos sistemas reductores, como los dependientes de tripanotión y glutatión, de relevancia fisiológica en el parásito. Mediante técnicas basadas en la inmunodetección, fue posible establecer localización subcelular de estas proteínas en T. cruzi. El análisis funcional empleando cultivos del parásito permitió poner de manifiesto los posibles roles que podrían cumplir la glutarredoxina ditiólica en procesos vinculados con el ciclo de vida del tripanosoma. Los resultados presentados en esta tesis aportan al conocimiento sobre la biología redox en este parásito.Many forms of life have developed mechanisms to resist to the challenge of reactive oxygen species, or to use them for regulation or signalling purposes. In trypanosomatid parasites, redox metabolism is a complex network based on trypanothione, but other low molecular weight thiols such as glutathionylspermidine and glutathione are also present. In this thesis, we have addressed objectives related to the characterization of redox proteins from Trypanosoma cruzi, which were linked to glutathione metabolism. Kinetic assays with a recombinant glutathionylspermidine synthetase are presented. The analysis of the protein expression led to the conclusion on its occurrence in the replicative stage of the parasite in the host. The properties of a monothiolic and a dithiolic glutaredoxin from the parasite were studied. Through kinetic assays using the recombinant forms of the proteins, it was established their capacity to mediate in the reduction of many substrates, and to use reducers systems, such as those dependent of trypanothione or glutathione, which result physiologically relevant in the parasite. By using techniques based on the immunodetection of these proteins, it was possible to determine the specific subcellular localization in T. cruzi. The functional analysis using cultures of the parasites revealed the possible roles that the dithiolic glutaredoxin may assume, in the context of processes linked to the trypanosoma life cycle. The results presented in this thesis contribute to the knowledge about the biology redox in this parasite.Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas