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Protease activities of Acanthamoeba polyphaga and Acanthamoeba castellanii

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Abstract:

Acanthamoeba spp. are free-living amoebae that cause amoebic granulomatous encephalitis, skin lesions, and ocular amoebic keratitis in humans. Several authors have suggested that proteases could play a role in the pathogenesis of these diseases. In the present work, we performed a partial biochemical characterization of proteases in crude extracts of Acanthamoeba spp. and in conditioned medium using 7.5% SDS–PAGE copolymerized with 0.1% m/v gelatin as substrate. We distinguished a total of 17 bands with proteolytic activity distributed in two species of Acanthamoeba. The bands ranged from 30 to 188 kDa in A. castellanii and from 34 to 144 kDa in A. polyphaga. Additionally, we showed that the pattern of protease activity differed in the two species of Acanthamoeba when pH was altered. By using protease inhibitors, we found that the proteolytic activities belonged mostly to the serine protease family and secondly to cysteine proteases and that the proteolytic activities from A. castellanii were higher than those in A. polyphaga. Furthermore, aprotinin was found to in hibit crude extract protease activity on Madin–Darby canine kidney (MDCK) monolayers. These data suggest that protease patterns could be more complex than previously reported.Key words: Acanthamoeba spp., amoebic keratitis, serine proteases, cysteine proteases, cytopathic effect.

Acanthamoeba spp. est une amibe vivant à l'état libre causant des encéphalites granulomateuses amibiennes, des lésions cutanées et des kératites oculaires amibiennes chez l'humain. Plusieurs auteurs ont suggéré que les protéases puissent jouer un rôle dans la pathogenèse de ces maladies. Dans ce travail, nous avons effectué une caractérisation biochimique partielle des protéases retrouvées dans des extraits bruts d'Acanthamoeba spp. ainsi que dans du milieu conditionné, par SDS–PAGE à 7,5 %, co-polymérisé avec 0,1 % (m/v) de gélatine utilisée comme substrat. Nous avons distingué un total de 17 bandes présentant une activité protéolytique, distribuées parmi deux espèces d'Acanthamoeba. Ces bandes s'échelonnent de 30 à 188 kDa chez A. castellanii et de 34 à 144 kDa chez A. polyphaga. De plus, nous démontrons que le patron d'activité protéase diffère chez ces deux espèces d'Acanthamoeba lorsque le pH est changé. En utilisant des inhibiteurs de protéases, nous avons déterminé que les activités protéolytiques étaient d'abord associées à la famille des sérine-protéases et, dans une moindre mesure, aux cystéine-protéases, et que les activités protéolytiques de A. castellanii étaient supérieures à celles de A. polyphaga. De plus, l'aprotinine a exercé un effet inhibiteur de l'activité protéase d'extrait brut sur monocouche. Ces résultats suggèrent que les patrons de protéases puissent être plus complexes que rapportés initialement.Mots clés : Acanthamoeba spp., kératites amibienne, sérine-protéases, cytéine-protéases, effet cytopathique.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2006

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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