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Title: Papel da membrana plasmática na adaptação de Saccharomyces cerevisie ao H2O2
Authors: Pedroso, Nuno Miguel Vieira, 1979-
Advisor: Cyrne, Maria Luísa Santos de Sousa, 1954-
Marinho, Helena Susana Pappámikail da Costa, 1958-
Keywords: Membrana plasmática
Saccharomyces cerevisiae
Ácidos gordos
Regulação bioquímica
Teses de doutoramento
Issue Date: 2009
Abstract: Na levedura Saccharomyces cerevisiae, a velocidade de difusão do peróxido de hidrogénio (H2O2) através da membrana plasmática diminui durante a adaptação ao H2O2 através de um mecanismo desconhecido. Neste trabalho experimental, observou-se que a adaptação ao H2O2 modula rapidamente não só a expressão de genes que codificam para proteínas envolvidas no metabolismo do ergosterol, lípidos e resposta ao stress oxidativo, como também a própria permeabilidade da membrana plasmática. A adaptação ao H2O2 também altera a composição lipídica e proteica da membrana plasmática. As principais alterações observadas foram as seguintes: (a) uma diminuição nos níveis de ácido oleico (30%) e da razão entre ácidos gordos de cadeia longa saturados e insaturados; (b) a razão fosfatidilcolina:fosfatidiletanolamina aumentou três vezes; (c) os níveis de esteróis mantiveram-se inalterados mas ocorreu um aumento da heterogeneidade de microdomínios ricos em esteróis e de domínios ordenados; (d) os níveis de esqualeno, um precursor de esteróis, aumentaram duas vezes, correlacionando-se com uma diminuição na expressão do gene ERG1; (e) o C26:0 tornou-se o ácido gordo de cadeia muito longa (VLCFA) maioritário devido a uma diminuição de 80% nos níveis do ácido gordo 2-OH-C26:0 e uma diminuição de 50% nos níveis do ácido gordo C20:0 provavelmente relacionada com uma diminuição da expressão de genes envolvidos na elongação de ácidos gordos (FAS1, FEN1, SUR4), e na síntese de ceramidas (LIP1, LAC1); (f) um aumento nos níveis das proteínas Pil1p, Kes1p e Vsp4p que estão envolvidas na distribuição de lípidos na membrana plasmática e em particular nos seus microdomínios; (g) um aumento da regeneração de NADPH através da alteração da expressão de enzimas chave das vias dos fosfatos de pentose e glicolítica; (h) um aumento nos níveis de S adenosilmetionina (SAM) através da alteração da expressão de enzimas chave na via biossintética da metionina; (i) um aumento dos níveis da proteína Ahp1p, funcionando provavelmente a mesma como parte de um complexo de eliminação de H2O2 na membrana plasmática. Concluindo, a adaptação ao H2O2 leva a uma complexa reorganização dos vários componentes da membrana plasmática e em particular dos seus microdomínios, o que pode explicar a menor permeabilidade ao H2O2, sendo que este composto também emerge como um importante regulador do metabolismo lipídico e da composição proteica e lipídica da membrana plasmática em S. cerevisiae.
In Saccharomyces cerevisiae, the rate of hydrogen peroxide (H2O2) diffusion through the plasma membrane decreases during adaptation to H2O2 by a still unknown mechanism. Here, adaptation to H2O2 was observed to modulate rapidly not only the expression of genes coding for enzymes involved in ergosterol, lipid metabolism and oxidative stress response but also the plasma membrabne permeability constant. Adaptation to H2O2 also alters the lipid and protein composition of the plasma membrane. The main changes observed during adaptation were the following: (a) a decrease of oleic acid (30 %) and of the ratio between unsaturated and saturated long-chain fatty acids; (b) the phosphatidylcholine:phosphatidylethanolamine ratio increased three-fold; (c) sterol levels were unaltered but there was an increased heterogeneity of sterol-rich microdomains and increased ordered domains; (d) the levels of the sterol precursor squalene increased twofold, in agreement with ERG1 gene down-regulation; (e) C26:0 became the major verylong- chain fatty acid (VLCFA) due to a 80% decrease of 2-hydroxy-C26:0 levels and a 50 % decrease of C20:0 levels, probably related to the down-regulation of fatty acid elongation (FAS1, FEN1, SUR4), and ceramide synthase (LIP1, LAC1) genes; (f) an increase in Pil1p, Kes1p and Vsp4p levels which are involved in the distribution of lipids in the plasma membrane and in particular in the plasma membrane microdomains; (g) an increase in NADPH production through changes in the expression of key enzymes in the pentose and glycolitic pathway; (h) an increase in S-adenosylmethionine (SAM) production through changes in the expression of key enzymes in the methionine pathway; (i) an increase in the Ahp1p levels, which probably is part of a H2O2 elimination complex in the plasma membrane. Therefore, H2O2 adaptation leads to a complex reorganization of the plasma membrane microdomains, which may explain the lower permeability to H2O2, and H2O2 emerges as an important regulator of lipid metabolism and of the plasma membrane lipid and protein composition.
Description: Tese de doutoramento, Bioquímica (Regulação Bioquímica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2009
URI: http://sibul.reitoria.ul.pt/F/?func=item-global&doc_library=ULB01&type=03&doc_number=000553855
http://hdl.handle.net/10451/1600
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