Sialic Acid Glycobiology Unveils Trypanosoma cruzi Trypomastigote Membrane Physiology

Authors
Lantos, Andrés Bernardo Gabriel; Carlevaro, Giannina Alejandra; Araoz, Beatriz; Ruiz Díaz, Pablo Daniel; Camara, María de los Milagros; Buscaglia, Carlos Andres; Bossi, Mariano Luis; Yu, Hai; Chen, Xi; Bertozzi, Carolyn R.; Mucci, Juan Sebastián; Campetella, Oscar Eduardo
Publication Year
2016
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Trypanosoma cruzi, the flagellate protozoan agent of Chagas disease or American trypanosomiasis, is unable to synthesize sialic acids de novo. Mucins and trans-sialidase (TS) are substrate and enzyme, respectively, of the glycobiological system that scavenges sialic acid from the host in a crucial interplay for T. cruzi life cycle. The acquisition of the sialyl residue allows the parasite to avoid lysis by serum factors and to interact with the host cell. A major drawback to studying the sialylation kinetics and turnover of the trypomastigote glycoconjugates is the difficulty to identify and follow the recently acquired sialyl residues. To tackle this issue, we followed an unnatural sugar approach as bioorthogonal chemical reporters, where the use of azidosialyl residues allowed identifying the acquired sugar. Advanced microscopy techniques, together with biochemical methods, were used to study the trypomastigote membrane from its glycobiological perspective. Main sialyl acceptors were identified as mucins by biochemical procedures and protein markers. Together with determining their shedding and turnover rates, we also report that several membrane proteins, including TS and its substrates, both glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins, are separately distributed on parasite surface and contained in different and highly stable membrane microdomains. Notably, labeling for α(1,3)Galactosyl residues only partially colocalize with sialylated mucins, indicating that two species of glycosylated mucins do exist, which are segregated at the parasite surface. Moreover, sialylated mucins were included in lipid-raft-domains, whereas TS molecules are not. The location of the surface-anchored TS resulted too far off as to be capable to sialylate mucins, a role played by the shed TS instead. Phosphatidylinositol-phospholipase-C activity is actually not present in trypomastigotes. Therefore, shedding of TS occurs via microvesicles instead of as a fully soluble form.
Fil: Lantos, Andrés Bernardo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Carlevaro, Giannina Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Araoz, Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Ruiz Díaz, Pablo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Camara, María de los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Buscaglia, Carlos Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Bossi, Mariano Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Yu, Hai. University of California at Davis; Estados Unidos
Fil: Chen, Xi. University of California at Davis; Estados Unidos
Fil: Bertozzi, Carolyn R.. University of Stanford; Estados Unidos. Howard Hughes Medical Institute; Estados Unidos
Fil: Mucci, Juan Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Fil: Campetella, Oscar Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigaciones Biotecnológicas; Argentina
Subject
TRYPANOSOMA CRUZI
TRANS-SIALIDASE
MUCIN
MEMBRANE PROTEINS
Otras Ciencias Biológicas
Ciencias Biológicas
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Open access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/52324