Tesis doctoral de María Ayelén Pagani Lalima
El zinc es un metal esencial que cuando está en exceso puede resultar deletéreo para las células. Por lo tanto, los mecanismos homeostáticos para este catión deben ajustarse de manera precisa. Dada la escasa información existente al respecto y como una primera aproximación para entender mejor la respuesta de s. Cerevisiae frente a un exceso de zinc, se analizó una librería de deleción en busca de genes que confieren una sensibilidad diferencial a altos niveles del metal. Ochenta y nueve mutantes exhibieron una sensibilidad aumentada al zinc, incluyendo muchos genes involucrados en la biogénesis y en la función vacuolar. Sorprendentemente, el mutante de deleción para el factor de transcripción aft1p, que activa la respuesta transcripcional a la escasez de hierro, resultó altamente sensible al zinc. Estudios de microarrays de cdna revelaron que la exposición a altos niveles de znci2 provoca un rápido incremento en el nivel de expresión de numerosas chaperonas necesarias para el correcto plegamiento proteico o para el envío de proteínas a la vacuola o la mitocondria, así como genes involucrados en la respuesta al estrés (principalmente oxidativo), metabolismo del azufre y algunos componentes del regulón de hierro. La exposición a altos niveles de zinc generó especies reactivas de oxígeno (ros) y disminuyó marcadamente el contenido de glutatión. Sorprendentemente, el exceso de zinc disminuyó el nivel intracelular de hierro y la actividad de la aconitasa y del citocromo c en cultivos en fase estacionaria. Estos resultados sugieren que altos niveles de zinc puede alterar el ensamblado y/o la función de proteínas con clusters fe-s, así como también la biosíntesis de los grupos hemo, estableciéndose de esta forma una conexión entre los metabolismos del zinc, del hierro y del azufre. por otro lado, aunque las dos metalotioneínas de s. Cerevisiae, cup1p y crs5p, fueron descritas inicialmente como cu-tioneínas, ya se sugirió un cierto carácter ambiguo de la segunda. En este trabajo se muestra que determina la supervivencia al exceso de zinc en un genotipo ¿cup1. Su sobreexpresión evita los efectos deletéreos que exhiben las células ¿cup1-acrs5 cuando se exponen a los efectos combinados del zinc y del cobre, al igual que la zn-tioneína mt1 de ratón, pero no cup1p. La caracterización detallada de las propiedades coordinativas de zn(ll), cd(ll) y cu(l) de crs5p in vivo e in vitro apoyan plenamente su similitud a las mts de mamífero. Esto es, crs5p muestra una buena capacidad de unión a metales divalentes, dando lugar a complejos de zn o de cd estables, homometálicos, y altamente quirales, cuando se expresa en medios enriquecidos con estos iones metálicos, respectivamente. En cultivos suplementados con cobre, se recuperan complejos heterometálicos de zn y cu, a menos que la aireación se mantenga al mínimo. Estas características definen para crs5p un comportamiento coordinativo de metales dual, significativamente más cercano al de las zn-tioneínas que al de las cu-tíoneínas. La similitudes en la secuencia proteica, y su estructuración con zn en dos dominios, demostrada por rmn, también apoyan estos resultados. En resumen, se hipotetiza una función para crs5p en la homeostasis celular global de metales, basada en sus propiedades de unión al zn. La evaluación comparativa de crs5p en el marco de la diferenciación funcional y la evolución de las mts permite su consideración como un representante de las formas eucarióticas primitivas que evolucionaron progresivamente para dar lugar al linaje de las zn-tioneínas.
Datos académicos de la tesis doctoral «Estrés por exceso de zinc en saccharomyces cerevisiae«
- Título de la tesis: Estrés por exceso de zinc en saccharomyces cerevisiae
- Autor: María Ayelén Pagani Lalima
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 04/07/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Silvia Atrian Ventura
- Tribunal
- Presidente del tribunal: enrique Herrero perpiñan
- María Jesús Macías hernández (vocal)
- sergi Puig todolí (vocal)
- oscar Palacios bonilla (vocal)