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Morales-Luna L, Vázquez-Bautista M, Martínez-Rosas V, Rojas-Alarcón MA, Ortega-Cuellar D, González-Valdez A, Pérez de la Cruz V, Arreguin-Espinosa R, Rodríguez-Bustamante E, Rodríguez-Flores E, Hernández-Ochoa B, Gómez-Manzo S. Fused Enzyme Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase::6-Phosphogluconolactonase (G6PD::6PGL) as a Potential Drug Target in Giardia lamblia, Trichomonas vaginalis, and Plasmodium falciparum. Microorganisms 2024; 12:112. [PMID: 38257939 PMCID: PMC10819308 DOI: 10.3390/microorganisms12010112] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/04/2023] [Revised: 01/01/2024] [Accepted: 01/03/2024] [Indexed: 01/24/2024] Open
Abstract
Several microaerophilic parasites such as Giardia lamblia, Trichomonas vaginalis, and Plasmodium falciparum are major disease-causing organisms and are responsible for spreading infections worldwide. Despite significant progress made in understanding the metabolism and molecular biology of microaerophilic parasites, chemotherapeutic treatment to control it has seen limited progress. A current proposed strategy for drug discovery against parasitic diseases is the identification of essential key enzymes of metabolic pathways associated with the parasite's survival. In these organisms, glucose-6-phosphate dehydrogenase::6-phosphogluconolactonase (G6PD:: 6PGL), the first enzyme of the pentose phosphate pathway (PPP), is essential for its metabolism. Since G6PD:: 6PGL provides substrates for nucleotides synthesis and NADPH as a source of reducing equivalents, it could be considered an anti-parasite drug target. This review analyzes the anaerobic energy metabolism of G. lamblia, T. vaginalis, and P. falciparum, with a focus on glucose metabolism through the pentose phosphate pathway and the significance of the fused G6PD:: 6PGL enzyme as a therapeutic target in the search for new drugs.
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Affiliation(s)
- Laura Morales-Luna
- Laboratorio de Bioquímica Genética, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Mexico City 04530, Mexico; (L.M.-L.); (M.V.-B.); (V.M.-R.); (M.A.R.-A.)
- Posgrado en Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 04510, Mexico
| | - Montserrat Vázquez-Bautista
- Laboratorio de Bioquímica Genética, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Mexico City 04530, Mexico; (L.M.-L.); (M.V.-B.); (V.M.-R.); (M.A.R.-A.)
- Programa de Posgrado en Biomedicina y Biotecnología Molecular, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Mexico City 11340, Mexico
| | - Víctor Martínez-Rosas
- Laboratorio de Bioquímica Genética, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Mexico City 04530, Mexico; (L.M.-L.); (M.V.-B.); (V.M.-R.); (M.A.R.-A.)
- Programa de Posgrado en Biomedicina y Biotecnología Molecular, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Mexico City 11340, Mexico
| | - Miriam Abigail Rojas-Alarcón
- Laboratorio de Bioquímica Genética, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Mexico City 04530, Mexico; (L.M.-L.); (M.V.-B.); (V.M.-R.); (M.A.R.-A.)
- Programa de Posgrado en Biomedicina y Biotecnología Molecular, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Mexico City 11340, Mexico
| | - Daniel Ortega-Cuellar
- Laboratorio de Nutrición Experimental, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Mexico City 04530, Mexico;
| | - Abigail González-Valdez
- Departamento de Biología Molecular y Biotecnología, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 04510, Mexico;
| | - Verónica Pérez de la Cruz
- Neurobiochemistry and Behavior Laboratory, National Institute of Neurology and Neurosurgery “Manuel Velasco Suárez”, Mexico City 14269, Mexico;
| | - Roberto Arreguin-Espinosa
- Departamento de Química de Biomacromoléculas, Instituto de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 04510, Mexico; (R.A.-E.); (E.R.-B.); (E.R.-F.)
| | - Eduardo Rodríguez-Bustamante
- Departamento de Química de Biomacromoléculas, Instituto de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 04510, Mexico; (R.A.-E.); (E.R.-B.); (E.R.-F.)
- Departamento de Bioingeniería, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Tecnológico de Monterrey, Monterrey 64849, Mexico
| | - Eden Rodríguez-Flores
- Departamento de Química de Biomacromoléculas, Instituto de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City 04510, Mexico; (R.A.-E.); (E.R.-B.); (E.R.-F.)
| | - Beatriz Hernández-Ochoa
- Laboratorio de Inmunoquímica, Hospital Infantil de México Federico Gómez, Secretaría de Salud, Mexico City 06720, Mexico
| | - Saúl Gómez-Manzo
- Laboratorio de Bioquímica Genética, Instituto Nacional de Pediatría, Secretaría de Salud, Mexico City 04530, Mexico; (L.M.-L.); (M.V.-B.); (V.M.-R.); (M.A.R.-A.)
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