釀酒酵母應對鎘脅迫的分子機理研究.pdf

1、鎘離子(Cd2+)作為人體的非必需金屬離子,具有致癌性,對人類健康造成嚴重威脅,但其作用靶點及毒性機理尚不完全明確。本文在實驗室前期工作的基礎(chǔ)上,對112個對Cd2+敏感的釀酒酵母基因缺失株進行了初步的系統(tǒng)研究。發(fā)現(xiàn)其中81個基因缺失株對必需金屬離子Mn2+，Zn2+或Fe2+的脅迫也敏感,而其它31個基因缺失株對Cd2+脅迫具有專一性。這些基因的功能主要集中在蛋白修飾、轉(zhuǎn)錄、信號傳導和細胞運輸?shù)确矫妗?br>　　通過倍比稀釋表型分析和

2、蛋白印跡檢測發(fā)現(xiàn),兩個MAP Kinase信號傳導途徑,細胞壁完整性途徑(CWI)和高滲透壓途徑(HOG),參與Cd2+脅迫的細胞應答。HOG途徑中Sho1和Sln1分支都參與了Cd2+脅迫下Hog1p的激活。在CWI途徑中,Cd2+激活Slt2p是通過膜感受器Mid2p將信號通過GEFs-Rom1p傳遞到Rho1,進而激活PKC途徑中的MAP Kinase.此外,Slt2p的激活還依賴TOR途徑中的Sit4,但與HOG途徑無關(guān)。酵母細

3、胞在Cd2+脅迫下Hog1p和Slt2p的激活與細胞內(nèi)鈣離子濃度變化無關(guān)。但是,Cd2+脅迫不導致Hog1和Slt2細胞內(nèi)的移位。此外,培養(yǎng)基中加入Mn2+或 Fe2+都可以抑制hog1Δ和slt2Δ對Cd2+的敏感性,表明Mn2+或Fe2+的缺陷導致細胞對Cd2+的敏感性。而Mn2+通道蛋白Smf1&Smf2和Fe2+通道蛋白 Fet4缺失導致細胞對Cd2+的耐受性,說明 Cd2+可能借助Mn2+通道和Fe2+通道進入細胞。Hog1和

4、Slt2正向調(diào)控SMF1，SMF2和PCA1基因的轉(zhuǎn)錄。
　　與細胞運輸相關(guān)的VPS家族基因中有29個基因缺失后對Cd2+表現(xiàn)出生長缺陷,其中包括9個與蛋白降解相關(guān)的VPS Class E家族基因。文獻報道鋅通道Zrt1介導Cd2+進入細胞,但zrt1菌株在Cd2+脅迫下的表型與野生型一致。ZRT1/2與VPS Class E的雙基因缺失菌株對Cd2+的表型與VPS Class E基因單獨缺失時一致。蛋白印跡檢測發(fā)現(xiàn)Cd2+脅迫下