Dos proteínas que participan en la represión catabólica nitrogenada están relacionadas con la resistencia a zinc en Saccharomyces cerevisiae.

Abstract

"Saccharomyces cerevisiae tiene la capacidad de crecer en diferentes fuentes de nitrógeno, pero no lo hace a la misma velocidad, y esto se debe a que existe una regulación transcripcional diferencial en ciertos grupos de genes. En una buena fuente de nitrógeno (como glutamina), los genes regulados por un mecanismo conocido como represión catabólica nitrogenada (NCR) se transcriben de manera basal; en cambio, si las células crecen en una mala fuente de nitrógeno (como prolina), estos genes, que en general codifican para permeasas y enzimas catabólicas, elevan considerablemente su expresión. La transcripción de los genes regulados por NCR depende principalmente de dos factores transcripcionales de tipo GATA: Gln3p y Gat1p. Cuando la célula crece en una buena fuente de nitrógeno, la mayor parte de las moléculas de Gln3p, y probablemente de Gat1p, se encuentra retenida en citoplasma por una proteína llamada Ure2p. Si la levadura crece en una mala fuente de nitrógeno, Gln3p y Gat1p entran al núcleo e incrementan la transcripción de sus genes blanco. En experimentos de microarreglos que evaluaron la respuesta de los genes a distintas fuentes de nitrógeno en mutantes gln3Δ, gln3Δ gat1Δ y ure2Δ se obtuvieron, de manera inesperada, un grupo de genes que codifican para transportadores de zinc, que en algunos casos fueron inducidos, y en otros reprimidos. Además, se ha descrito que una mutante ure2Δ es más resistente a zinc que la cepa parental al crecer en glutamina, glutamato, amonio y prolina. Sin embargo, no se conoce el mecanismo de regulación transcripcional de estos transportadores en diferentes fuentes de nitrógeno, ni el posible mecanismo de resistencia a zinc dado por Gat1p, Gln3p y/o Ure2p ya sea de manera directa o indirecta. Los resultados de este trabajo confirman que Ure2p es un regulador negativo en la resistencia a zinc cuando S. cerevisiae crece en glutamina, amonio o prolina como fuente de nitrógeno. Gln3p parece no influir en la resistencia a zinc en glutamina; sin embargo, conforme la calidad de la fuente de nitrógeno va disminuyendo, este factor transcripcional adquiere una función importante como regulador negativo en la resistencia a zinc."

"Saccharomyces cerevisiae grows in a wide variety of nitrogen sources, but its growth rate differs due to the regulatory systems that keep some genes in their basal states when cells grow in a good nitrogen source. In glutamine, for example, some genes are regulated by a mechanism known as NCR (Nitrogen Catabolite Repression), and their expression is low under this condition. Instead, when cells are grown in proline, a poor nitrogen source, those genes that encode for permeases and catabolite enzymes for poor nitrogen sources are generally transcribed at high levels. NCR gene transcription depends on two GATA factors, Gln3p and Gat1p that bind to promoters in their target genes. When cells are growing In a good nitrogen source Gln3p, and probably Gat1p, is retained in cytoplasm by a protein called Ure2p. In proline, Gln3p and Gat1p enter into the nucleus and increase the transcription of their target genes. Microarray experiments performed to analyze gene expression patterns in different nitrogen sources of ure2Δ, gln3Δ and gln3Δ gat1Δ mutants versus a wild type strain, showed unexpectedly that some genes encoding for zinc transporters were induced or in some cases, repressed. Furthermore, ure2Δ mutant grown in glutamine, glutamate, ammonia or proline is more resistant than the wild type strain to 15 mM of zinc sulphate. Nevertheless, to date the transcriptional regulation mechanism of zinc transport in response to different nitrogen sources is not known, nor the possible interaction between Gln3p, Gat1p and/or Ure2p regarding to cell zinc resistance. The results of this work show that Ure2p is a negative regulator of zinc resistance in cells grown in all nitrogen sources analyzed. Although Gln3p seems to have no relation with zinc resistance in glutamine, this factor appears to be a negative regulator when cells grow in ammonia or proline."