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Caracterização functional de proteínas quinases e fosfatases não-essenciais que regulam a produção de enzimas hidrolíticas em Aspergillus nidulans

Processo: 13/13081-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
Vigência: 01 de agosto de 2013 - 31 de janeiro de 2014
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
Pesquisador responsável:Gustavo Henrique Goldman
Beneficiário:Gustavo Henrique Goldman
Instituição-sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Assunto(s):Monoester fosfórico hidrolases  Enzimas hidrolíticas  Aspergillus nidulans  Proteínas quinases  Biologia molecular 

Resumo

Apesar dos recentes avanços na compreensão da regulação de enzimas lignocelulolíticas, pouco é conhecido sobre como diferentes fontes de carbono são sensoriadas e as cascatas de transdução de sinal que resultam na adaptação do metabolismo celular e na secreção de hidrolases. Portanto, visando caracterizar o papel que as proteínas quinases (NPK) e fosfatases não-essenciais (NPP) no sensoriamento de carbono e/ou no status energético foi investigado no fungo modelo Aspergillus nidulans. Onze NPKs e sete NPPs foram identificadas como envolvidas na produção de celulase e em alguns casos de hemicelulase em A. nidulans. A regulação da repressão catabólica mediada por CreA na cepa parental foi determinada por microscopia de fluorescência utilizando uma proteína de fusão CreA::GFP. O sensoriamento da glicose fosforilada, via de sinalização de RAS induziu a repressão por CreA, enquanto starvation para carbono resultou na derepressão. O crescimento em celulose representou starvation ao carbono e condições de derepressão. O envolvimento das NPKs identificadas na regulação das respostas a celulose e na regulação da desrepressão de CreA foi avaliada por "genome-wide transcriptomics" (acesso GEO 47810) e a avaliação da localização de CreA::GFP ou uma restauração da atividade de endocelulase nos bakgrounds deficientes de NPKs. A ausência de schA ou snfA quinases dramaticamente reduziu a indução transcripcional induzida por celulose, incluindo a expressão de enzimas hidrolíticas e transportadores. O mecanismo pelo qual estas duas NPKs controlaram a transcripção gênica foi identificada porque os mutantes deficientes em NPKs não foram capazes de "unlock" a repressão catabólica mediada por repressão ao carbono mediada por CreA em condições de desrepressão catabólica, tais como starvation ao carbono ou crescimento em celulose. Coletivamente, este estudo identificou múltiplas quinases e fosfatasesenvolvidas no sensoriamento de carbono e/ou estado energético, enquanto demonstraram os papéis sinergísticos e overlapping de snfA e schA na regulação da desrepressão de CreA e produção de enzimas hidrolíticas em A. nidulans. A importância de um sinal de indução de para a starvation de carbono para a desrepressão de CreA, permitindo a ligação do ativador transcripcional, parece de fundamental importância para a secreção de hidrolase. (AU)