Caracterització del producte del gen ybr046c de saccharomyces cerevisiae, zta1p, com una nova quinona oxidoreductasa, proteïna d'unió a elements rics en au d'rna, i de resposta a estrès
- Autores: Eva Crosas Úbeda
- Directores de la Tesis: M. Rosario Fernandez Gallegos (dir. tes.), José Antonio Biosca Vaqué (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Xavier Parés i Casasampera (presid.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
L'objectiu d'aquest treball ha estat la caracterització funcional del producte del gen YBR046C de Saccharomyces cerevisiae, que codifica per la proteïna Zta1p, i que fins ara no havia estat descrit. La Zta1p pertany a la superfamília de les deshidrogenases/reductases de cadena mitjana (MDR). La majoria de les MDR presenten activitat enzimàtica com a deshidrogenases/reductases, però existeixen proteïnes amb funcions no enzimàtiques, com per exemple de regulació gènica o amb funcions estructurals. En concret, la Zta1p de llevat pertany a la família de les quinona-oxidoreductases i, dintre d'aquesta, presenta homologia amb la subfamília ¿-cristal¿lina. En aquets treball de tesi doctoral hem estudiat les funcions descrites per a altres membres de la subfamília ¿-cristal¿lina en la Zta1p de llevat.
Hem caracteritzat la seva activitat quinona-reductasa, revelant que és activa amb orto-quinones, a l'igual que les seves homòlogues, i hem observat que la capacitat d'unir específicament elements ARE de l'RNA està conservada des de llevat a humà, classificant-la així com una AREBP. També presenta una altra activitat recentment descrita per a la subfamília ¿-cristal¿lina, l'activitat reductora de dobles enllaços entre carbonis en compostos de tipus alquenal i alquenona. La Zta1p no és, però, un enzim gaire actiu amb cap d'aquests compostos, si bé l'activitat de reducció del doble enllaç d'alquenones podria tenir un paper de defensa enfront del dany provocat per aquests compostos in vivo. La comparació del transcriptoma de la soca delecionada per al gen ZTA1 (¿zta1) versus la soca salvatge revela que les diferències entre soques se centren en la repressió moderada en la soca delecionada d'un conjunt de gens implicats en la biosíntesi d'aminoàcids. Els estudis d'expressió del gen ZTA1 han revelat que els nivells d'mRNA augmenten de forma ràpida en estrès per carència d'aminoàcids i en resposta al tractament amb rapamicina, un inhibidor de la via TOR (target of rapamycin), que provoca en el llevat un estat semblant a la manca de nutrients. En aquest cas, es produeix un augment de l'expressió de l'mRNA de ZTA1 de fins a 10 vegades. Consistentment, l'anàlisi del control transcripcional de ZTA1 en resposta a rapamicina indica que la seva expressió està sota control del factor de transcripció Gcn4p, que dirigeix la resposta a carència d'aminoàcids activant la transcripció de gens biosintètics d'aminoàcids. D'altra banda, està descrit que Gcn4p respon a altres tipus d'estrès, i no només activa gens biosintètics d'aminoàcids, sinó que activa l'expressió de gens implicats en funcions molt diverses. Finalment, hem analitzat la capacitat d'unió in vitro als elements ARE de la regió 3'UTR de l'mRNA d'ARG4, que és significativament afectat per la deleció de ZTA1 segons l'estudi del transcriptoma del llevat que havíem realitzat anteriorment. Els nostres resultats indiquen que Zta1p és capaç d'unir-se a aquests elements de manera específica. A més, hem observat que la deleció del gen ZTA1 afecta negativament els nivells d'mRNA d'ARG4 in vivo en condicions de carència d'aminoàcids.
Així doncs, hem arribat a la conclusió que Zta1p està controlada per Gcn4p i sota el control de la via TOR. Les dades indiquen que és probable que la Zta1p reguli conjunts de gens implicats en funcions relacionades amb el metabolisme de nutrients, molt possiblement a través de la interacció amb elements ARE dels seus mRNA.
D'altra banda, hem observat la inducció de l'mRNA de ZTA1 en resposta a altres tipus d'estrès diferents a l'estrès nutricional, com l'estrès tèrmic, o tractament amb celastrol (un triterpenoid vegetal), que activa el factor de transcripció de xoc tèrmic Hsf1 en llevat i humà. La deleció del gen ZTA1 fa que el llevat sigui més sensible a estrès oxidatiu induït per l'exposició a peròxid d'hidrogen i menadiona. Finalment, la Zta1p és capaç d'unir-se a la proteïna Bud6p, implicada en el punt de selecció i morfogènesi de la gemma del llevat.
En conjunt, les dades indiquen que la Zta1p és una proteïna multifuncional, amb funcions relacionades amb la protecció de la cèl¿lula enfront de tòxics, com les quinones, de compostos reactius del tipus alquenal/ona, i amb una altra funció no enzimàtica com a proteïna AREBP. En aquest últim cas, participaria en la regulació de la resposta ràpida i coordinada de certs gens implicats en mecanismes de resposta cel¿lular enfront a estrès per manca d'aminoàcids, probablement estrès oxidatiu, i possiblement altres estressos.
