Saccharomyces Cerevısıae Nın Oksidatif Stres Koşulları Altında Büyüme Fizyolojisi Ve Metabolizmasının Yeniden Modellenmesi

Abstract

Bu projede, Saccharomyces cerevisiae’nin protein kinaz/fosfataz geni silinmiş (knock-out) mutantlarında yükseltgen ortamın hücre büyümesine etkisini açıklamak amaçlanmış, ayrıca hücre içi sinyal aktarımında ve çeşitli gen ekspresyon yolizlerinde büyük etkisi olan protein kinaz/fosfataz yolizleri hakkında yükseltgen ajan H2O2’nin etkileri araştırılmıştır. Bunun için S. cerevisiae’nin 2 yaban tipi ve 38 farklı protein kinaz/fosfataz geni silinmiş (knock-out) mutanları incelenmiştir. Bu 38 protein kinaz/fosfataz mutantları, oksidatif stres tepkisinin iletilmesinde en muhtemel adaylar olup hem genel/oksidatif stres tepkileri hem de DNA hasar tepkileri üzerine bilinen aktiviteleri üzerinden seçilmiştir. Büyüme fizyolojisi üzerine elde edilen sonuçların en önemlileri: protein kinaz/fosfatazların dengeleyici mekanizması, OCA1 geninin oksidatif stres tepkilerindeki merkezi etkinliği, DNA hasarı ve hücre döngüsü durması, ayrıca yavaş büyüyen ve geni silinmiş bud32∆, vps15∆, ptc1∆ ve oca1∆ (knock-out) mutantlarının gözlemlenmesi olarak sıralanabilir. BioLector mikrofermentasyon platformu, farklı H2O2 koşullarında S. cerevisiae’nin diauksik fazının kesin zaman aralığını tespit etmeye olanak vermiştir. S. cerevisiae’nin diauksik faz öncesi, süreci ve sonrasında örneklenen önemli karbon metabolizması metabolitleri HPLC ile saptanmıştır. Karbon tüketiminin metabolik gecikmesi, hücrelerin ortamda artan H2O2 stres koşulu ile metabolik aktivitesini düşürdüğünü göstermekle birlikte, ağır stres derişimleri hücrelerin metabolik kısılmaya girmesine neden olmuştur.

The objective of the project was to reveal the growth effects of oxidizing environment on protein kinase/phosphatase knock-out (KO) mutants of Saccharomyces cerevisiae. Hence, this study would enhance to investigate the contrast effects of H2O2 as kinase/phosphatase pathways in the cells that have a big impact on signal transduction and various expression pathways. Two wild type strains of S. cerevisiae and 38 different protein kinase/phosphatase KO mutants are investigated for oxidative stress responses. These 38 protein kinase/phosphatase mutants are selected to their known activities on both general/oxidative stress response and DNA damage response as these mutants are the possible candidates for the specific aim of this project. There are many important findings on growth physiology, but the most important ones can be said that the compensatory mechanism of protein kinase/phosphatase, the central activity of OCA1 gene among responses of oxidative stress, DNA damage and cell cycle arrest, and also the investigation of slow grower KO mutants: bud32∆, vps15∆, ptc1∆ and oca1∆. BioLector microfermentation platform allowed us to detect the exact time interval of diauxic phases of S. cerevisiae upon different H2O2 stress conditions. The important metabolites of carbon metabolism which were sampled before, during and after diauxic phase of S. cerevisiae were detected by HPLC. The metabolic delay of carbon utilization proved that the cells decrease the metabolic activity with increasing H2O2 stress conditions in the environment. Moreover, the harsh stress concentrations make the cells undergo a metabolic turn-down.