Abstract The Voltage Dependent Anion channel (VDAC) is a ubiquitous channel in the outer membrane of the mitochondrion with multiple roles in protein, metabolite and small molecule transport. In mammalian cells, VDAC, as part of a larger complex including the inositol triphosphate receptor, has been shown to have a role in mediating contact between the mitochondria and ER. We identify VDAC of the pathogenic apicomplexan Toxoplasma gondii and demonstrate its importance for parasite growth. We show that VDAC is involved in protein import and metabolite transfer to the mitochondria, but does not appear to modulate calcium (Ca2+) signalling. Further, depletion of VDAC resulted in significant morphological changes of the mitochondrion and ER, suggesting a role in mediating contacts between these organelles in T. gondii .

Toxoplasma gondii is a ubiquitous obligate intracellular eukaryotic parasite that causes congenital birth defects, disease of the immunocompromised and blindness. Protein glycosylation plays an important role in the infectivity and evasion of immune response of many eukaryotic parasites and is also of great relevance to vaccine design. Here, we demonstrate that MIC2, the motility-associated adhesin of T. gondii, has highly glycosylated thrombospondin repeat domains (TSR). At least seven C-linked and three O-linked glycosylation sites exist within MIC2, with >95% occupancy at O-glycosylation sites. We demonstrate that the addition of O-glycans to MIC2 is mediated by a protein O-fucosyltransferase 2 homologue (TgPOFUT2) encoded by TGGT1_273550. While POFUT2 homologues are important for stabilizing motility associated adhesins and host infection in other apicomplexan parasites, in T. gondii loss of TgPOFUT2 has only a modest impact on MIC2 levels and the wider proteome. Consistent with this, both plaque formation and tachyzoite infectivity are broadly similar in the presence or absence of TgPOFUT2. These findings demonstrate that TgPOFUT2 O-glycosylates MIC2 and that this glycan is dispensable in T. gondii tachyzoites.

The phylum Apicomplexa comprises a group of obligate intracellular parasites that alternate between intracellular replicating forms and actively motile extracellular forms that move through tissue. Parasite cytosolic Ca2+ signalling activates motility, but how this is switched off after invasion is not understood. Here we show that the cAMP-dependent Protein Kinase A catalytic subunit 1 (PKAc1) of Toxoplasma is responsible for suppression of Ca2+ signalling upon host cell invasion. We demonstrate that that PKAc1 is sequestered to the parasite periphery by dual acylation of its regulatory subunit PKAr1. Newly invaded PKAc1-deficient parasites exit host cells shortly thereafter in a perforin-like protein 1 (PLP-1)-dependent fashion. We demonstrate that loss of PKAc1 results in an inability to rapidly downregulate cytosolic Ca2+ levels shortly after invasion. Furthermore, we demonstrate that PKAc1 also specifically negatively regulates resting cytosolic Ca2+ in conditions that mimic intracellularity. We also show that cAMP and cGMP have opposing role in microneme secretion, further supporting evidence that cAMP signalling has a suppressive role during motility. Together, this work provides a new paradigm in understanding how Toxoplasma and related apicomplexan parasites regulate infectivity.