Estudios genéticos de las mutantes de los genes BATs de Lachancea kluyveri

Abstract

"Branched chain aminoacid transaminases (BCAAT) have a functional role on the biosynthesis and catabolism of L-valine, L-isoleucine and L-leucine (VIL). In Lachancea kluyveri, the genes and mechanisms for VIL metabolism have not been identified. To elucidate the elements involved in the biosynthesis and catabolism of VIL in L. kluyveri, we survey the genome of this yeast and we found the orthologous gene (LkBAT1) to the S. cerevisiae ScBAT1 gene. In addition, we found another ORF (LkBAT1bis) which is highly similar to LkBAT1 and this gene encodes for a hypothetical protein which is truncated at its C-terminus. To assess the function of these genes, we constructed the single mutants and the double mutant in the Lkbat1 and Lkbat1bis genes. We found that LkBAT1 is needed in the VIL metabolism and that Lkbat1 null mutant did not show transaminase activity. Heterologous complementation assays between S. cerevisiae and L. kluyveri confirmed that LkBAT1 and ScBAT1 are functional orthologous genes. Furthermore, LkBat1 is localized in the mitochondria, and the transcriptional regulation of LkBAT1 does not depend on the nitrogen source quality. LkBAT1bis has no role in VIL metabolism, however, both genes (LkBAT1 and LkBAT1bis) are needed for the assimilation of ethanol, a non-fermentable carbon source. These results suggest that LkBAT1 encodes for a BCAAT and that both genes (LkBAT1 and LkBAT1bis) have a role in the respiratory metabolism."

"Las transaminasas de aminoácidos de cadena ramificada (BCAAT), de L-valina, Lisoleucina y L-leucina (VIL) participan en la biosíntesis y degradación de VIL. Los genes y mecanismos del metabolismo de VIL en la levadura Lachancea kluyveri no se han identificado funcionalmente. Para elucidar los elementos involucrados en ese metabolismo en L. kluyveri analizamos su genoma e identificamos el gen (LkBAT1) ortólogo al gen ScBAT1 de Saccharomyces cerevisiae. Adicionalmente, encontramos otro gen (LkBAT1bis) que es muy similar en secuencia a LkBAT1 y ScBAT1, y si codificara una proteína, ésta estaría trunca en el carboxilo teminal. Para caracterizar funcionalmente estos genes, se generaron las mutantes sencillas y la doble mutante en los genes LkBAT1 y LkBAT1bis, y se hicieron ensayos para probar el papel funcional de los genes en el metabolismo de VIL. Encontramos que el gen LkBAT1 es necesario para el metabolismo de VIL, y actividad de BCAAT en la cepa que expresa LkBAT1 pero no en la cepa mutante Lkbat1. La complementación heteróloga de genes entre S. cerevisiae y L. kluyveri confirmó que LkBAT1 y ScBAT1 son ortólogos funcionales. Se determinó que LkBat1 se localiza principalmente en mitocondria, y la regulación transcripcional de LkBAT1 no depende de la calidad de la fuente de nitrógeno. LkBAT1bis no parece participar en el metabolismo de VIL, pero ambos genes (LkBAT1 y LkBAT1bis) son necesarios para asimilar etanol, una fuente de carbono no fermentable. Estos resultados sugieren que el gen LkBAT1 codifica para una transaminasa de aminoácidos de cadena ramificada y LkBAT1 y LkBAT1bis participan en el metabolismo respiratorio."