@phdthesis{Scholz2007,
  author    = {Scholz, Sabrina M.},
  title     = {Analyse von zellul{\"a}ren und molekularen Wechselwirkungen der PfCCp-Multiadh{\"a}sionsdom{\"a}nenproteine und funktionale Charakterisierung von PfCCp4 in den Sexualstadien des Malariaerregers Plasmodium falciparum},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26911},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Trotz intensiver Forschung und des Global-Eradication-of-Malaria-Programms der WHO in den 1950er Jahren z{\"a}hlt Malaria neben AIDS und Tuberkulose auch heute immer noch zu den bedeutendsten Infektionskrankheiten weltweit. Aufgrund rasch zunehmender Resistenzentwicklung der Erreger gegen g{\"a}ngige Prophylaxe- sowie Therapiepr{\"a}parate und dem Fehlen eines Impfstoffs sterben j{\"a}hrlich bis zu 3 Mio. Menschen an Malaria. Seit vor etwa 2 Jahrzehnten das wissenschaftliche Interesse an transmissionsblockierenden Vakzinen gegen den Malariaerreger erwachte, r{\"u}ckten sexualstadienspezifische Oberfl{\"a}chenproteine in den Fokus der Impfstoffforschung. Im Zuge der vollst{\"a}ndigen Sequenzierung des P.-falciparum-Genoms wurde bei dem Screenen nach Genen, die multiple tier- oder bakterien{\"a}hnliche, adh{\"a}sive, extrazellul{\"a}re Dom{\"a}nen kodieren, die PfCCp-Familie identifiziert. Ihre 6 Mitglieder besitzen eine bemerkenswerte Vielfalt an hoch konservierten, adh{\"a}siven Modulen, die eine Beteiligung an Protein-Protein-, -Polysaccharid- oder -Lipid-Interaktionen vermuten lassen. Die Multiadh{\"a}sionsdom{\"a}nenproteine wurden aufgrund des gemeinsamen LCCL-Moduls PfCCp1 bis PfCCp5 benannt. Dem sechsten Mitglied, PfFNPA, fehlt zwar die namensgebende Dom{\"a}ne, doch die ausgepr{\"a}gte {\"A}hnlichkeit zu PfCCp5 f{\"u}hrte zur Integration des Proteins in die PfCCp-Familie. Die Charakterisierung der ersten 3 Mitglieder zeigte, dass PfCCp1, PfCCp2 und PfCCp3 sexualstadienspezifisch exprimiert werden und in der parasitophoren Vakuole reifer Gametozyten lokalisiert sind. Immunfluoreszenzstudien ließen außerdem erkennen, dass die Proteine w{\"a}hrend der Gametenbildung partiell freigesetzt werden und in einer matrix-{\"a}hnlichen Struktur Exflagellationszentren umgeben. In KO-Studien erwiesen sich PfCCp2 und PfCCp3 zus{\"a}tzlich als essentielle Faktoren f{\"u}r die Migration reifer Sporozoiten aus den Mitteldarmoozysten in die Speicheldr{\"u}sen der M{\"u}cken. Damit erf{\"u}llen sie die 2 grundlegenden Kriterien f{\"u}r Komponenten transmissionsblockierender Vakzine: eine sexual-stadienspezifische Expression und essentielle Funktion w{\"a}hrend der Parasitenentwicklung in der M{\"u}cke. Aufgrund dieser viel versprechenden Daten wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit die Analyse der PfCCp-Familie durch funktionale Charakterisierung von PfCCp4 sowie Interaktionsstudien an den PfCCp-Proteinen fortgesetzt. Die Expressionsanalysen mittels RT-PCR, Western Blot und Immunfluoreszenzstudien ergaben f{\"u}r PfCCp4 ebenfalls eine sexualstadienspezifische, Plasmamembran-assoziierte Expression innerhalb der parasitophoren Vakuole reifer Gametozyten. Die Expression beginnt bereits in Gametozyten des Stadium I und erfolgt haupts{\"a}chlich in Makrogametozyten. Im Gegensatz zu PfCCp1, PfCCp2 und PfCCp3 wird PfCCp4 jedoch homogen verteilt exprimiert. W{\"a}hrend der Gametogenese wird PfCCp4 nicht freigesetzt, sondern verbleibt an der Oberfl{\"a}che von Makrogameten. Es ist zudem das einzige Mitglied der PfCCp-Familie, dessen Expression im Zuge der Ookinetenreifung wieder aufgenommen wird. KO-Studien durch Membranf{\"u}tterungen von Anopheles-M{\"u}cken lassen allerdings darauf schließen, dass PfCCp4 keine essentielle Funktion bei der Parasitenentwicklung aus{\"u}bt. Der Verlust von PfCCp4 beeintr{\"a}chtigte weder die Fertilisation noch die Bildung, Reifung oder Migration von Ookineten, Oozysten oder Sporozoiten. PfCCp4 kann somit nicht als Kandidat transmissionsblockierender Vakzine betrachtet werden, obwohl es mit den viel versprechenden Kandidaten Pfs230 und Pfs48/45 interagiert, wie funktionelle Analysen nativer PfCCp-Proteine mittels Ko-Immunpr{\"a}zipitation ergaben. Weitere Ko-Immunpr{\"a}zipitationsstudien identifizierten Interaktionen innerhalb der PfCCp-Familie, wie bereits die Ko-Lokalisation und ko-abh{\"a}ngige Expression von PfCCp1, PfCCp2 und PfCCp3, ihre Freisetzung bei der Gametogenese und die matrix{\"a}hnliche Verteilung um Exflagellationszentren vermuten ließen. In Affinit{\"a}tschromatographiestudien unter Verwendung rekombinanter PfCCp-Proteine konnte gezeigt werden, dass es sich dabei um direkte Interaktionen handelt, an denen besonders die LCCL- und die SR-Dom{\"a}ne beteiligt zu sein scheinen. In Zelladh{\"a}sionsstudien konnte außerdem eine Bindungsaffinit{\"a}t ausgew{\"a}hlter rekombinanter PfCCp-Proteine an Makrogameten beobachtet werden. Insgesamt best{\"a}tigen diese Daten unsere Hypothese, dass PfCCp-Proteine unter Beteiligung weiterer sexualstadienspezifischer Proteine w{\"a}hrend der Gametozytenreifung und Gametogenese Proteinkomplexe ausbilden. In zuk{\"u}nftigen Studien gilt es einerseits, ausgew{\"a}hlte PfCCp-Proteine durch transmissionsblockierende Experimente in ihrem Potential als Impfstoffkomponenten zu evaluieren. Andererseits nimmt die funktionale Charakterisierung der Proteinkomplexe w{\"a}hrend der Gamogonie eine zentrale Rolle ein, um ihre Funktion in der Sexualphase von P. falciparum zu kl{\"a}ren und die Beteiligung der PfCCp-Proteine an der Regulation dieses komplexen Lebenszyklus zu verstehen.},
  subject      = {Plasmodium falciparum},
  language  = {de}
}