营养代谢
疟原虫可通过表膜的胞饮或吞噬方式摄取营养;营养物质也可经胞口进入原虫体内。红细胞内寄生的疟原虫,其营养代谢主要是从宿主红细胞血红蛋白和血浆中利用的营养物质获得。
图12-4 诺氏疟原虫裂殖子侵入红细胞的过程
(采Bennister)
1.葡萄糖代谢 葡萄糖是疟原虫红内期主要的能量来源。疟原虫的寄生使红细胞膜发生变化,增强葡萄糖通过膜的主动转运,或者除去某些抑制转运的因子,从而使疟原虫可源源不断地从宿主的血浆获得葡萄糖以供代谢之用。葡萄糖通过酵解产生ATP供给疟原虫的能量。葡萄糖酵解途径主要见于疟原虫的环状体到晚期滋养体;其他代谢途径还有磷酸戊糖途径,6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)是磷酸戊糖途径所需要的酶,所以受染疟原虫的红细胞内G6PD缺乏时,可影响疟原虫分解葡萄糖,导致其发育障碍。
2.蛋白质代谢 疟原虫获得游离氨基酸的来源主要是来自水解红细胞内的血红蛋白;此外,还来自宿主的血浆和红细胞内的氨基酸库。血红蛋白从疟朱虫胞口被吞入,由胞口基部长出食物泡,胞口孔被膜封闭。血红蛋白被食物泡内的酸性肽链内切酶(组织蛋白酶D)和氨基肽酶的协同作用,消化分解为珠蛋白和血红素。珠蛋白在酶的作用下再分解为几种氨基酸以供合成虫体本身的蛋白质。血红素最后形成一种复合物即疟色素。疟色素不被溶解和吸收而留在食物泡的壁上,在红细胞内裂体增殖过程中,疟色素逐渐融合成团,随着裂体增殖完成后被排入血流。肝细胞内寄生的疟原虫,由于肝细胞内不含血红蛋白,故不产生疟色素。
3.核酸代谢 疟原虫没有从头合成嘌呤的途径,但依靠一个补救合成途径以利用现成的嘌呤碱基和核苷。参与嘌呤补救途径的酶有腺苷酸脱氢酶、嘌呤-核苷磷酸化酶等。
疟原虫利用对氨基苯甲酸(PABA)和三磷酸鸟苷(GTP)经某些酶的作用可合成二氢叶酸(DHF),DHF再被二氢叶酸还原酶还原成具有活性的辅酶 ──四氢叶酸(THF)。THF在疟原虫的多种生物合成途径中都是很重要的辅助因子。如果宿主的食物中缺乏PABA,则影响THF的生成,其体内寄生的疟原虫的生长繁殖发生障碍,感染因而被抑制。
4.脂类代谢 疟原虫无脂类储存,也不能合成脂肪酸与胆固醇,完全依赖于宿主提供,如从宿主血浆中获得游离脂肪酸,血浆中的胆固
醇对维持疟原虫及受染细胞的膜的完整性都具有重要作用。红细胞内疟原虫所需的脂类可由摄入的葡萄糖代谢的产物组成,其中主要为磷脂。被寄生的红细胞,磷脂含量大大增高,晚期疟原虫比早期疟原虫含磷脂多,磷脂增多与疟原虫膜的合成有关。
研究疟原虫的营养代谢,对抗疟药的筛选与使用有重要意义。如乙胺嘧啶是二氢叶酸还原酶抑制剂,可抑制四氢叶酸的合成,而影响疟原虫嘧啶的合成,可影响疟原虫红细胞内裂体增殖。