Isolating and identifying proteins binding to a specific plasmodium falciparum calmodulin gene promotor sequence

Abstract

This study continues the search for Plasmodium falciparum transcriptional machinery by isolating DNA binding pro­teins that could contribute towards discovering new therapeutic targets. The calmodulin gene was thus used as the model, using a 149 bp DNA fragment (PÆ’CAM149) specific for the 5' non-translated region. Partially purified proteins derived from total parasite nuclear extract were used to scale the PÆ’CAM149-biotina-streptavidin-magnesphere DNA affinity microsystem previously developed for capturing those proteins specifically binding to the DNA PÆ’CAM149 sequence. The scaling allowed the protein to be recycled three times through chromatographic matrix and determine which proteins remained bound to the system, indicating specific interaction with the calmodulin gene (PÆ’CAM149) promoter sequence. It also enabled obtaining the quantity of protein necessary for sequencing. Other assays allowed binding activity to be tracked by using eukaryotic transcription factor consensus sequences (CREB, OCT1, MIG, GATA), leading to selecting a 54 kDa protein whose possible identity corresponds to the E4BP4 transcription factor or related sequences. Problems regarding quantity were overcome in this work. Binding specificity was ascertained and it was determined that the 54 kDa protein had an intrinsic modification impeding its amino terminal being sequenced. These assays showed that CREB, or related transcription factors, form part of the parasite's transcriptional machinery. Key words: malaria; Plasmodium falciparum; machinery; transcription; transcription factors

En este trabajo se sigue la búsqueda de la maquinaria transcripcional de Plasmodium falciparum, aislando proteínas de unión a DNA, que podrían contribuir en un futuro a encontrar nuevos blancos terapéuticos. Con este fin se tomó como modelo el gen de calmodulina, utilizando específicamente un fragmento de DNA de 149 pb (PfCAM149) de la región 5' no traducida. Proteínas parcialmente purificadas provenientes del extracto nuclear total del parásito, se usaron para escalar el microsistema de afinidad DNA PfCAM149-biotina- estreptavidina- magnesferas, previamente desarrollado, para capturar aquellas proteínas de unión específica a la secuencia de DNA PfCAM149. El escalamiento permitió reci-clar tres veces la proteína a través de la matriz cromatográfica y determinar cuáles proteínas permanecían unidas al sistema, indicando interacción específica a la secuencia del promotor del gen de calmodulina (PfCAM149); además, condujo a obtener la cantidad de proteína necesaria para secuenciación. Por otra parte, se realizaron ensayos para rastrear la actividad de unión con secuencias consenso para factores de transcripción eucariotes (CREB, OCT1, MIG y GATA), que permitieron elegir una proteína de 54 kDa, cuya posible identidad corresponde al factor de transcripción E4BP4 o secuencias relacionadas. Con este trabajo se superaron problemas de cantidad, se comprobó la especificidad de la unión y se determinó que la proteína de 54 kDa tenía una modificación intrínseca que impidió la secuenciación de su extremo aminoterminal. Los ensayos realizados evidencian que el factor de trascripción CREB, o factores de trans­cripción relacionados forman parte de la maquinaria transcripcional del parásito. Palabras claves: malaria; Plasmodium falciparum; maquinaria; transcripción; factores de transcripción.