Saccharomyces cerevisiae’da Mig1 Transkripsiyon Represörü NTH1 Gen Ekspresyonunu Dolaylı Aktive Eder


SOLAK M. Ş. , TURGUT GENÇ T. , TÜRKEL S.

Ulusal Moleküler Biyoloji ve Biyoteknoloji Kongresi, Afyonkarahisar, Türkiye, 21 - 24 Ağustos 2015, cilt.1, no.1, ss.1

  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: Afyonkarahisar
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1

Özet

Trehaloz S.cerevisiae'da, depo karbonhidratı ve stres koruyucu olarak bulunmaktadır. Maya hücrelerinde trehaloz seviyesi trehalozun yıkımını ve sentezini içeren sürekli bir döngü ile sıkı bir şekilde kontrol edilmektedir. S.cerevisiae'da trehaloz biyosentezi, trehaloz sentaz enzim kompleksi (TPS) ile iki basamakta katalizlenirken trehalozun yıkımı NTH1 geni tarafından kodlanan trehalaz enzimi ile gerçekleşmektedir. Trehalaz aktivitesi cAMP/PKA bağımlı yolak tarafından post-translasyonel seviyede düzenlenmektedir. Ayrıca transkripsiyon aktivatörleri ve represörleri içeren farklı sinyal yolları NTH1 genini transkripsiyon seviyesinde düzenlemektedir. Çinko-parmak DNA bağlanma motifine sahip olan Mig1 glikoz baskılamasında görev alan bir transkripsiyon faktörüdür. SNF1 kinaz ve GLC7 fosforilaz enzimleri Mig1 proteininin hücresel lokalizasyonunu ve aktivitesini belirlemektedir. Çalışmamızda Mig1 represörünün NTH1 geninin transkripsiyonu üzerine etkileri araştırıldı. Alternatif karbon kaynağında ve ısı stresinde, S. cerevisiae BY4741 suşunda NTH1 geninin transkripsiyonu 2-3 kat artış gösterdi. Benzer şekilde azot açlığında NTH1 gen ekspresyonu S.cerevisiae BY4741 suşunda 6 kat fazla bulundu. Fakat aynı şartlarda üretilen ?mig1 mutant hücrelerde NTH1 gen ekspresyonunda değişim gözlenmedi. Bu durum stres koşullarında, NTH1 geninin ekspresyonu için Mig1 proteininin aktivitesinin gerekli olduğunu göstermektedir. Ayrıca ?mig1 ve S.cerevisiae BY4741 suşlarında trehaloz ve glikojen seviyeleri belirlendi. ?mig1 suşunda trehaloz seviyesi yaban suşa göre 2 kat glikojen seviyesi ise 9 kat yüksek bulundu. Bu durum Mig1 proteininin trehalozun ve glikojenin yıkımı içi gerekli olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak Mig1 transkripsiyon represörü nukleusta bir başka proteinle etkileşip bu proteini baskılayarak NTH1 geninin ekspresyonunu dolaylı olarak etkilemektedir.

 

Trehalose is is present in Saccharomyces cerevisiae as a storage carbohydrate and as a stress protectant. The regulation of trehalose level in yeast cell is strictly controlled by continuous recycling. The biosynthesis of trehalose is catalysed by a two step process including trehalose synthase enzyme complex (TPS) and degradation of trehalose catalyzed by neutral trehalase enzyme encoded by NTH1 gene. Trehalase activity is regulated by cAMP/PKA dependent pathway at post-translational level. Different signaling pathways, including transcriptional activators and repressors, regulate the NTH1 gene expression at the transcriptional level. Mig1 is zinc-finger DNA binding transcription factor that is involved in glucose repression. Activity of Mig1 is controlled by its nuclear localization which is determined by SNF1 kinase and GLC7 phosphatase. In our research, the effect of Mig1 transcriptional repressor on the regulation of NTH1 gene expression was investigated. Our results indicated that the transcription of NTH1 gene is activated 2-3 fold in alternative carbon sources and heat stress. Also in nitrogen starvation, expression of NTH1 gene is increased 6-fold in BY471 strain of S. cerevisiae. But in Δmig1 mutant strain there is no activation of NTH1 gene transcription in all three conditions. This indicates that Mig1 activity necessary for activation of NTH1 gene expression under stress conditions. Furthermore, we have analyzed the trehalose and glycogen levels in the Δmig1 and BY4741 strains. The trehalose and glycogen levels in the Δmig1 strain is at least 2-fold and 9-fold higher than BY4741 strain, respectively.The breakdown of both trehalose and glycogen in Δmig1 mutant strain is diminished. Our results suggest that Mig 1 transcription repressor may interact another protein in the nucleus and mediates NTH1 gene expression indirectly by repressing this protein.