Rutas de glicosilación en Candida albicans: circuitos reguladores y efectos sobre virulencia

Abstract

Protein-O-Mannosyltransferasen (Pmt-Proteine) katalysieren die Anknüpfung des ersten Mannosylrestes an sekretorische Zielproteine. Fünf Isoformen (Pmt1, Pmt2, Pmt4, Pmt5 und Pmt6) wurden bei dem pathogenen Pilz Candida albicans identifiziert. In dieser Arbeit wurde die Regulation der PMT-Gene auf der Transkript- und Promotorebene untersucht. Auβerdem wurden Signalwege etabliert, die an der Detektion und Weiterleitung der defekten O-Mannosylierung beteiligt sind. Die Deletion einzelner PMT-Gene verursachte Veränderungen der Expression anderer PMT-Gene. So wurden ein erhöhter PMT2-Transkriptspiegel in der pmt1- Mutante und ein erhöhter PMT4-Transkriptspiegel in dem heterozygoten pmt2/PMT2- Stamm festgestellt. Bei Behandlung des Wildtyps mit dem Pmt1-Inhibitor OGT2371 stiegen die PMT2- und PMT4-Transkriptspiegel, in einer möglichen kompensatorischen Antwort, ebenfalls an. Unerwarteterweise wurde in der pmt6-Mutante und dem pmt2/PMT2-Stamm auch eine Erniedrigung des PMT1- bzw. PMT6-Trankriptspiegels beobachtet. In Anwesenheit von Zellwand- und Glykosylierungs-Inhibitoren, sowie in entsprechenden Mutanten, wurde eine Erhöhung des PMT1-Transkriptspiegels festgestellt. Dagegen wurde der PMT2-Transkriptspiegel in Gegenwart des NGlykosylierung- Inhibitors Tunicamycin erniedrigt. Das PMT1-Gen wird auf der Promotorebene durch Zellwanddefekte reguliert. Zwei Promotorregionen stromaufwärts des Transkriptionsstartpunktes, Del1 und 2Del2, wurden für eine vollständige Aktivierung der Transkription benötigt. Die Deletion zwei weiterer Regionen, Del3 und 3Del4, ergab eine höhere basale Aktivität, möglicherweise weil Bindestellen von Repressorproteinen eliminiert wurden. Die PMT2- und PMT4- Gene besitzen stromaufwärts kurze intergenische Regionen (333 bzw. 369 bp). Für den PMT2-Promotor wurde unter den untersuchten Bedingungen keine Regulation der Promotorfusionen durch Tunicamycin festgestellt. Für das PMT4-Gen wurden in Anwesenheit von Tunicamycin entgegengesetzte Ergebnisse auf der Transkript- und Promotorebene festgestellt. Beide Gene scheinen deswegen auf der posttranskriptionellen Ebene reguliert zu werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Signalwege des Membransensors Msb2, der MAP Kinase Cek1, der Phosphatase Calcineurin und des Transkriptionsfaktors Ace2 die Antwort auf defekte O-Mannosylierung bzw. die Expression der PMT-Gene regulieren. Das PMT1-Transkript wurde in den msb2-, cek1- und ace2-Mutanten so hoch wie im Wildtyp nach Tunicamycin-Behandlung induziert. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass die Msb2-, Cek1- und Ace2-Proteine die PMT1-Expression bei intakter NGlykosylierung reprimieren. Andererseits werden diese drei Proteine für die basale Expression der PMT2- und PMT4-Gene und ihre Induktion als Antwort auf defekte Pmt1-O-Glykosylierung benötigt. Bei intakten Zellen reprimiert dagegen der Calcineurin-Weg die Expression von PMT1 und er wird für die basale Expression der PMT2- und PMT4-Gene benötigt.