Conservation and developmental expression of ubiquitin isopeptidases in Schistosoma mansoni

Abstract

Several genes related to the ubiquitin (Ub)-proteasome pathway, including those coding for proteasome subunits and conjugation enzymes, are differentially expressed during the Schistosoma mansoni life cycle. Although deubiquitinating enzymes have been reported to be negative regulators of protein ubiquitination and shown to play an important role in Ub-dependent processes, little is known about their role in S. mansoni . In this study, we analysed the Ub carboxyl-terminal hydrolase (UCHs) proteins found in the database of the parasite’s genome. An in silico ana- lysis (GeneDB and MEROPS) identified three different UCH family members in the genome, Sm UCH-L3, Sm UCH-L5 and Sm BAP-1 and a phylogenetic analysis confirmed the evolutionary conservation of the proteins. We performed quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction and observed a differential expression profile for all of the investigated transcripts between the cercariae and adult worm stages. These results were corroborated by low rates of Z-Arg-Leu-Arg-Gly-Gly-AMC hydrolysis in a crude extract obtained from cercariae in parallel with high Ub conjugate levels in the same extracts. We suggest that the accumulation of ubiquitinated proteins in the cercaria and early schistosomulum stages is related to a decrease in 26S proteasome activity. Taken together, our data suggest that UCH family members contribute to regulating the activity of the Ub-proteasome system during the life cycle of this parasite.

Ubiquitin-specific proteases are differentially expressed throughout the Schistosoma mansoni life cycle

“…The expression profile of Smusp5 has been previously described [ 44 ]. Of the 17 analysed transcripts, none of the USPs was up-regulated in the cercariae and MTS-72 h stages (USP2, USP5, USP7, USP8, USP9x, USP10, USP14, USP15, USP16, USP20, USP22, USP24, USP30, USP36-42, USP39, USP46, USP48, USP49-44).…”

Molecular interactions of proteins associated with surface membrane biogenesis and renewal in the tegument of Schistosoma mansoni

“…Serpins are thought to have an immunomodulatory effect in schistosomes (Molehin et al, 2012). In addition, Sm22.6 was associated with ubiqutin and a proteasome that work together to degrade proteins (Pereira et al, 2014). is important for development and maintenance of stereocilia of the inner ear (Anderson et al, 2000).…”

Enzimas desubiquitinadoras ligadas ao proteassoma são essenciais para a viabilidade do <i>Schistosoma mansoni</i>

“…O sistema UPS é essencial para o desenvolvimento dos ovos, sendo que o proteassoma exibe diferentes subunidades durante esse processo e é responsável pela degradação de células vitelínica, mas também responsável pelo desenvolvimento do envelope que envolve o miracídio (GUERRA-SÁ et al, 2005;MATHIESON et al, 2011). No entanto, pouco se conhece a respeito das DUBs em S. mansoni, mas recentemente Pereira et al (2014) e Pereira R. et al (2015a) mostrou a importância dessas enzimas e a presença de suas diversas subfamílias nas fases do ciclo do parasita, demonstrando o padrão de expressão gênica para um conjunto de 17 enzimas da família USP em S. mansoni nas fases de cercaria, vermes adultos, esquitossômulos e ovos (SmUSP2,SmUSP7,SmUSP8,SmUSP9x,SmUSP10,SmUSP14,SmUSP15,SmUSP16,SmUSP20,SmUSP22,SmUSP24,SmUSP30,SmUSP46,, mostrando ser diferencialmente expressos entre cercárias e vermes adultos. O mesmo grupo de pesquisadores analisou duas famílias de DUBS: ovarian tumour (OTU) e Machado-Josephm (MJD) nas fases de cercária, esquistossômulo, verme adulto, ovo e miracidio.…”

“…Em outro estudo, utilizando o substrato Z-Arg-Leu-Arg-Gly-Gly-AMC, ficou evidenciado a baixa atividade dessas enzimas nos estágios de cercária e esquistossômulos jovens, o que induz ao acúmulo de conjugados ubiquitinados e baixa atividade do proteassoma nesses estágios evolutivos do parasito. Em conjunto, esses dados levantam a hipótese da importância dessas enzimas na regulação do sistema ubiquitina-proteassoma e na biologia do parasito (PEREIRA et al, 2014). O mesmo grupo de pesquisadores analisou duas famílias de DUBS: ovarian tumour (OTU), específica para a reciclagem de cadeias longas de poliubiquitina via lisina 48 e 63, e Machado-Josephm (MJD) nas fases de cercária, esquistossômulo, verme adulto, ovo e miracidio.…”

“…Pouco é conhecido sobre as DUBs em S. mansoni. No entanto, em estudo realizado porPereira et al (2014), em relação à família UCH no ciclo de vida do parasita, os resultados levantaram uma série de questões referentes à regulação da atividade do proteassoma e a função das mesmas na biologia do parasita. Foram analisados os transcritos referentes às enzimas UCHL5, UCHL3, BAP-1 e USP5 presentes nas fases de cercária, ovos, vermes adultos e esquistossômulos, sendo que, como dito anteriormente, UCHL5 está intimamente ligado a subunidade Rpn13 do proteassoma.…”