Saccharomyces Cerevisiae Tps Kompleksinin Fonksiyonlarının Daha İyi Anlaşılmasında İlk Adımlar

Abstract

Disakkarite trehaloz mikroorganizmların çevreye adaptasyonlarında önemli bir göreve sahiptir. Ayrıca Saccharomyces cerevisiae’ da glikojenle birlikte önemli bir karbonhidrat deposudur. Bu mayadaki trehaloz sentezi TPS protein komlesi tarafından iki basamakta katalizlenir. TPS komplex; TPS1 geninin ürünü Trehalose-6P sentaz (TPS); TPS2 geninin ürünü Trehalose-6P fosfataz (TPP) ve düzenleyici proteinler TPS3 ve TSL1 genlerinin ürünlerinden oluşur. TPS1 ve TPS2 genlerinin silinmesi önemli metabolik ve fenotipik bozukluklara yol açar, buna rağmen Tps3p ve Tsl1p düzenleyici proteinlerinin fonsiyonları hakkında yeterince veri yoktur. Bu yapılar yüksek derecede benzerlik gösterirler, tps3tsl1 ikili mutantının düşük TPS aktivitesi ve trehaloz miktarı nedeniyle kompleksi stabilize ettikleri düşünülmektedir. Bu çalışmanın amacı bu düzenleyici proteinlerin görevlerini aydınlatmaktır. Bu amaçla tps3, tsl1 ve tps3tsl1 mutantları CEN.PK suşu kullanarak oluşturulmuştur. Yapılan batch kaltivasyonda tps3 ve tsl1 mutantlarının özel büyüme hızı, maksimum biyokütle üretimi ve glikojen miktarı bakımından yabani suş ile aynı özellikleri gösterdiği görülmüştür. Mutant türler arasında sadece tps2 ve tsl1 yabani türün sadece %60’ı kadar trehaloz biriktirebilmişlerdir. Farklı fenotipik özellikleri bulmak için seri dilüsyon metoduyla farklı karbonhidrat içeren katı besiyerlerinde yapılan deneyde herhangi bir farklılık gözlenmemiştir. Stres koşullarında yapılan deneylerin sonuçlarına göre, tps1 ve tps3tsl1 mutantları kafeine hassaslık göstermiştir, aynı zamanda tsl1 mutant suşu yüksek konsantrasyon da ki etanole dayanıklılık göstermiştir. Son olarak trehaloz metabolizmasıyla ilişkili olduğu bilinen sporlanma süreciyle ilgili bir ön çalışma yapılmıştır. Beklendiği gibi homozigot tps1 suşunun ascus oluşturmasında önemli düşüş gözlenmiştir, bunun yanında diğer mutant suşlarda da önemli oranda sporlanmada düşüklük gözlenmiştir. Ayrıca diğer mantar türlerinin TPS/TPP komplekslerinde bulunmayan bu yardımcı ve türe has proteinler görevlerini açıklığa kavuşturmak için yapılan çalışmalar devam etmektedir.

Trehalose used for adaptation to environment and used as carbohydrate source in the yeast S. cerevisiae. Trehalose synthesis relies on a two-step catalytic process which is carried out by the TPS protein complex: TPS1 encodes the trehalose-6P synthase, TPS; TPS2 encodes the trehalose-6P phosphatase, TPP; while TSL1 and TPS3 may encode regulatory partners. Deletion of TPS1 and TPS2 cause significant metabolic or phenotypic disorders but there is not much information about the function of the regulatory subunits Tps3p and Tsl1p. The aim of this study was therefore to clarify the function of these regulatory subunits of the TPS complex. For this purpose, we have constructed the tps3, tsl1 and tps3tsl1 strains in the CEN.PK background. Batch cultures on galactose showed that tps3 and tsl1 mutants strictly behaved as the WT relative to specific growth rate, max. biomass production and glycogen content. The only slight difference occurred with intracellular trehalose accumulation, which reached in the tsl1 and tps2 strains only 60% of the level observed in WT. To screen further putative phenotypes, we performed growth assays on plates with dilution series, tps1 and tps3tsl1 showed sensitivity to caffeine, and tsl1 showed enhanced resistance to high concentration of ethanol. At the sporulation efficiency experiment, the homozygous tps1 diploid strain exhibited a significant reduction in the efficiency of ascus formation as expected, but also the other mutant strains showed low sporulation efficiency.