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Title: Efeitos das variações na homeostase de cálcio, sobre o processo de ativação, induzido por carboidratos, da H+- ATPase de membrana citoplasmática de Saccharomyces cerevisiae : papel do cálcio externo e do canal vacuolar Yvc1p.
Authors: Cardoso, Anamaria de Souza
metadata.dc.contributor.advisor: Brandão, Rogélio Lopes
Keywords: Biologia molecular
Transdução de sinal celular
Homeostase
Cálcio
Leveduras
Issue Date: 2009
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: CARDOSO, A. de S. Efeitos das variações na homeostase de cálcio, sobre o processo de ativação, induzido por carboidratos, da H+- ATPase de membrana citoplasmática de Saccharomyces cerevisiae : papel do cálcio externo e do canal vacuolar Yvc1p. 2009. 131 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2009.
Abstract: A H+-ATPase de membrana plasmática de Saccharomyces cerevisiae é uma enzima muito importante, pois pelo bombeamento de prótons para fora da célula, ela cria um gradiente eletroquímico que é essencial para a captação de nutrientes. A presença de glicose desencadeia modificações pós-traducionais que aumentam a atividade da H+-ATPase. Trabalhos realizados em nosso laboratório demonstraram que a ativação da enzima, induzida por glicose, é dependente do metabolismo de cálcio e que nesta via, o sensor Snf3p, parece atuar de forma paralela a Gpa2p, e que sua cauda C-terminal é aparentemente responsável por este papel. Neste trabalho, nós observamos que em baixas concentrações de cálcio externo, o sinal de cálcio, e consequentemente a ativação induzida por glicose, da H+- ATPase de membrana plasmática, é independente da atividade de proteínas responsáveis pela captação de cálcio em S. cerevisiae. Nesta condição, as células parecem ser capazes de detectar as baixas concentrações de cálcio externo e de alguma forma controlar a atividade da Ca2+- ATPase vacuolar, Pmc1p. Nós apresentamos dados que sugerem que Yvc1p, um canal de cálcio de membrana vacuolar está envolvido no sinal de cálcio induzido por glicose em células de levedura. Além disso, trabalhando com a droga 2-aminoetoxidifenil borato (2-APB), um modulador de receptores de IP3 em células de mamíferos, fomos capazes de demonstrar que provavelmente o Yvc1p funcione como um receptor de IP3 ou pelo menos responda a um componente, ainda desconhecido, sensível ao mesmo, no sinal de cálcio induzido por açúcar. Nossos resultados também sugerem que Snf3p deve regular negativamente a atividade da Ca2+- ATPase, Pmc1p, inibindo o sequestro de cálcio citosólico. Investigando os braços paralelos que regulam nossa via de estudo, observamos no duplo mutante snf3Δplc1Δ, surpreendentemente, uma reversão dos fenótipos observados nos mutantes únicos. Este comportamento pode ser explicado pelo fato de que neste mesmo duplo mutante há uma ausência de acúmulo de cálcio e então as condições de concentração e localização deste íon sejam favoráveis a uma ativação normal da H+-ATPase . Finalmente, nós demonstramos que a proteína quinase C parece estar envolvida no sinal de cálcio induzido por açúcar em células de levedura. Muito provavelmente ela participe do controle da H+-ATPase de membrana plasmática pela regulação dos níveis de cálcio e não pela fosforilação direta da enzima.
metadata.dc.description.abstracten: The plasma membrane H+-ATPase of Saccharomyces cerevisiae is a very important enzyme, because by pumping protons out of the cell, it creates an electrochemical gradient that is essential for nutrient uptake. The presence of glucose triggers post translational modifications that increase the H+- ATPase activity. Previous work from our lab demonstrated that the sugar-induced activation of the enzyme is dependent of calcium metabolism and that in this pathway, the sensor Snf3p, seems to work in parallel to Gpa2p, and that its C-terminal tail is apparently responsible for this role. In this work, we observed that in very low external calcium concentrations, the calcium signaling, and consequently the glucose-induced activation of plasma membrane ATPase, is independent of the activity of the proteins claimed to be involved in calcium uptake in S. cerevisiae. In this condition, it seems that cells are able to sense low external concentrations of calcium and by somehow to control the activity of the vacuolar Ca2+-ATPase, Pmc1p. We presented data that suggest that Yvc1p, a calcium channel present in the membrane of the vacuole is involved in the sugar-induced calcium signaling in yeast cells. Moreover, by working with the drug 2-aminoethoxydiphenyl borate (2-APB), an IP3 receptor modulator in mammalian cells, we have been able to demonstrated that most probably Yvc1p could likely function as an IP3 receptor or at least it responds to an unknown IP3 sensitive component in the sugar-induced calcium signaling. Our results also suggest that Snf3 p would regulate negatively the activity of the Ca2+-ATPase Pmc1p, inhibiting the sequestration of citosolyc calcium. Investigating of the parallel arms that regulate our pathway of study, we observed in the double mutant snf3Δplc1Δ, surprisingly, a reversion of the phenotypes observed for the only mutants. This behavior can be explained that because of what in the same double mutant there is an absence of accumulation of calcium and so the conditions of concentration and location of this ion must favor a normal activation of the enzyme. Finally, we demonstrated that the protein kinase C seems to be involved in the sugar-induced calcium signaling in yeast cells. Most probably, it participates of the control of plasma membrane ATPase by regulating calcium levels instead of direct phosphorylation of the enzyme.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2580
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