Mass spectrometry-based proteome analysis of Leishmania major parasite in two clinical isolates which exhibit different impact on virulence

Abstract

Leishmaniasis is a disease that covered under the title of neglected tropical diseases caused by protozoan parasites called Leishmania which can classify into three groups as visceral, cutaneous and mucocutaneous leishmaniasis. L. major is a type of parasite that causes cutaneous leishmaniasis and it is endemic in Iran, and Syria. However, cutaneous type leishmaniasis caused by L. major has been begun to detect in Turkey due to its close location to such countries. Moreover, the variety in the infectivity of L. major in a different region of Turkey has detected. Therefore, the uncertainty under the virulence effect of L. major is aimed to investigate. Large-scale protein analysis by mass spectrometry based proteomics has cleared up to proteome mapping for different organism recently. Generally, although two methodologies that involve gel-free and gel-based approaches have widely accepted for proteomic analysis, gel-free LC-MS/MS analysis were applied to characterize the proteome analysis of L. major parasite in two clinical case exhibiting passive and aggressive virulence effect on leishmaniasis. Finally, differential and common proteins that can affect the infectivity of L. major invastigated by shotgun analysis. As a result, samples showed that there are conflict results with the literature about GP63, secreted acid proteases, cysteine proteases and Peroxiredoxin proteins existence and also in the aggressive L. major cystathionine beta-synthase protein which has an role to synthesis of CPs and pyridoxal phosphate binding activity were proposed as a critical protein for L. major infectivity due to its association with SAPs, CPs.Leşmanyöz, leşmanya parazitinin sebep olduğu ve genelde üç farklı klinik formda bulunan bulaşıcı bir hastalıktır. L. major paraziti ise kütanöz leşmanyöz türlerinden olmakla birlikte genelde, Irak ve Suriye gibi bölgelere yayılmıştır. Fakat, ülkemizin jeolojik konumundan dolayı, L. major parazitine bağlı deride oluşan leşmanyöz vakaları ülkemizde de saptanmaya başlamıştır. Vakaların genelinde farklı bölgelerde ve farklı şiddette görülen lezyonlar, parazitin virulans etkisinin farklılık gösterebildiğinin kanıtı olmuştur. Kütle spektrometresine dayalı büyük ölçekli protein incelemeleri, günümüzde birçok proteom analizinde kullanılmaya başlanmıştır. Genelde, jele dayalı ve jelden bağımsız (LC-MS/MS) gibi iki temel prensip dünyaca kabul görmüştür. Bu çalışmada, leşmanyöz üzerinde pasif ve agresif virülans etki gösteren iki klinik vakada L. major parazitinin proteome analizini karakterize etmek için jel içermeyen LC-MS / MS analizi uygulanmıştır. Sonuçta, agresif ve pasif etki gösteren L. major parazitinin proteome analizinden elde edilen birbirinden farklı ve ortaklık gösteren proteinler, L. major’un virülans etkisinin kaynağının hangi proteinlerden kaynaklandığını görmek için ele alınmıştır. Sonuç olarak, literatürde bulunmuş L. major virülansına etki eden GP63, salgılanan asit proteazları, sistein proteazları ve peroksiredoksin proteinleri bu çalışmada da bulunmuştur. Bunun dışında, sadece agresif örnekde gözlenen, sistatiyonin beta-sentaz proteini, sistein sentezinde kullanılması ve ayrıca piridoksal fosfat bağlanması aktivitesinden ötürü L. major’ün virülans etkisinde rol oynayacağı öne sürülmüştür.