Crystal Structure of Calcium Binding Protein-5 from Entamoeba histolytica and Its Involvement in Initiation of Phagocytosis of Human Erythrocytes

Sanjeev Kumar , Saima Aslam , Mohit Mazumder, Pradeep Dahiya, Aruna Murmu, Babu A. Manjasetty, Rana Zaidi

PLoS Pathog (2014)10(12): e1004532

Speaker: Jia-Yien Woo (武珈言)                                  Time: 13:10~14:00, June. 17, 2015

Commentator: Dr. Shu-Ying Wang (王淑鶯 老師)     Place: Room 601

Abstract:

        痢疾阿米巴為腸道寄生性原蟲，每年在許多開發中國家中造成有將近五千萬人的感染，其中主要寄生在人體的腸道細胞中而導致腹瀉。痢疾阿米巴藉由吞噬作用進入血液循環來感染其他器官時，會造成嚴重的疾病而導致宿主的死亡，同時期對紅血球細胞的吞噬作用也是其主要的攝食方式，因此，吞噬作用被視為痢疾阿米巴在感染宿主時不可忽略的一個議題，也是作為致病蟲株的鑑定方式之一。在痢疾阿米巴的genome中找到27種EF-hand containing calcium binding proteins，意味著在此寄生蟲中钙離子的signaling扮演著相當重要的角色。              其中本文針對的Calcium Binding Protein-5 from E. histolytica (EhCaBP5) 是痢疾阿米巴其中一個 CaBPs。在序列分析上，EhCaBP5與一班的鈣離子調控蛋白 Calmodulin(CaM)有高達29%的similarity，但從晶體結構上，EhCaBP5 卻反而與essential light chain (ELC) of myosin有更高的相似性。利用Surface plasmon resonance (SPR) 的結果能看出 EhCaBP5甚至可以作為 light chain of myosin 並與Myosin IB上的IQ motif interaction，甚至利用免疫螢光染色的方式能看到EhCaBP5 和 myosin 1B 在 phagocytic cups 的位置有co-localized的現象，但在phagosome形成後卻又不見EhCaBP5在phagosome中。當作者對EhCaBP5 down regulate時，能看到red blood cells uptake assay的紅血球吞噬現象明顯降低。而在鈣離子缺乏的環境下 EhCaBP5 和 myosin 1B雖然親和力有下降的趨勢但是仍能在沒有鈣離子的情況下interaction，表示他們之間的binding是 Ca²⁺ independent 反應。因此作者認為E. histolytica 的erythrocytephagocytosis 是受到若干 CaBPs的調控，其中EhCaBP5可能參與了phagocytosis的起始作用，在鈣離子signaling 還尚未在阿米巴體內被刺激活化時的phagocytic cups的形成的重要推手。

References:

1.         Stanley SL, Jr. (2003) Amoebiasis. Lancet 361: 1025–1034.

2.         Alok Bhattacharya,Narendra Padhan,Ruchi Jain,and Sudha Bhattacharya (2006) Calcium-Binding Proteins of Entamoeba histolytica. Archives of Medical Research(37):221–225