Systematische funktionelle Analyse der Wsc- und Mid-Sensorfamilie in der Hefe Saccharomyces cerevisiae

Wie alle Lebewesen muss sich der Mikroorganismus Saccharomyces cerevisiae an eine stetig verändernde Umwelt anpassen. Dafür benötigt der Pilz Sensorsysteme, die verschiedene äußere Einflüsse erkennen, sodass er mit einer adäquaten Zellantwort reagieren kann. Umweltbedingungen, die Einfluss auf die Z...

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Main Author: Lutz, Anne Pia
Contributors: Mösch, Hans-Ulrich (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2019
Biologie
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Wie alle Lebewesen muss sich der Mikroorganismus Saccharomyces cerevisiae an eine stetig verändernde Umwelt anpassen. Dafür benötigt der Pilz Sensorsysteme, die verschiedene äußere Einflüsse erkennen, sodass er mit einer adäquaten Zellantwort reagieren kann. Umweltbedingungen, die Einfluss auf die Zellwand von S. cerevisiae nehmen, werden von den Sensoren und Proteinen des konservierten Zellwandintegritäts-Signalweg („Cell Wall Integrity-Pathway“, CWI) erkannt und weiterverarbeitet. Zu diesen Zellwand-beeinträchtigenden Bedingungen können unter anderem sowohl chemische, als auch mechanische Stresse gehören. Die CWI-Sensoren aus S. cerevisiae können in die Wsc- und Mid-Familie aufgeteilt werden. Zu den Wsc-Sensoren werden die Proteine Wsc1, Wsc2 und Wsc3 gezählt, die sich durch eine für die Funktion essentielle Kopfgruppe, der Wsc- oder Cystein-reichen Domäne (CRD) auszeichnen. Diese ist in der zweiten Gruppe der CWI-Sensoren, den Mid-Proteinen Mid2 und Mtl1, nicht vorhanden. In dieser Arbeit sollte zum einen untersucht werden, ob sich eine spezifische Funktion der fünf Sensoren im ∑1278b-Stammhintergrund von S. cerevisiae feststellen lässt. Dafür wurden Mutanten konstruiert, die nur noch einen oder keinen aktiven CWI-Sensor trugen. Dabei konnte zunächst gezeigt werden, dass Zellen dieses Stammhintergrunds unter Normalbedingungen auch ohne die fünf Proteine überleben konnten. Zudem wurde festgestellt, dass Wsc1 nicht für die Resistenz gegen Koffein und Caspofungin benötigt wird, aber Zellen, die Kongorot-Stress ausgesetzt wurden, nur überleben konnten, wenn Wsc1 vorhanden war. Im Gegensatz dazu wird die CWI-Kinase Slt2 in ∑1278b nicht zur Signalweiterleitung bei diesem Stress verwendet. Außerdem konnte eine Funktion von Wsc1 bei Biofilmbildung auf halbfestem Medium bestätigt werden, welche jedoch Nährstoff-abhängig zu sein scheint. Für Wsc2 wurde eine unterstützende Rolle der Überlebensrate der Hefezellen bei verschiedenen Zellwandstressen erkannt. Für die anderen Sensoren konnte keine spezifische Funktion gezeigt werden, jedoch wurde eine gegenseitige Einflussnahme der Sensoren vermutet und eine Funktion aller Sensoren bei der Adhäsion, dem Pseudhyphenwachstum, DNA-, reduktivem oder Aminosäurestress ausgeschlossen. Zudem wurden in verschiedenen Stammhintergründen von S. cerevisiae Unterschiede in der Sensortätigkeit und Signalweiterleitung des CWI aufgezeigt. In einem weiteren Teil der Arbeit sollte aufgeklärt werden, ob gruppierte aromatische Aminosäuren, die an der Oberfläche der CRD-Kristallstruktur von Wsc1 liegen, essentiell für die Funktion des Sensors sind. Es konnte gezeigt werden, dass die untersuchten aromatischen Aminosäuren wichtig für die Resistenz der Zellen gegen die chemischen Zellwandstresse Kongorot und Caspofungin sind. Zudem sorgen Austausche dieser Aminosäuren, ähnlich wie bei Mutationen in den konservierten Cystein-Resten der Domäne, für eine verstärkte Verlagerung der Sensoren ins Zellinnere.
Physical Description:154 Pages
DOI:https://doi.org/10.17192/z2020.0048