釀酒酵母應(yīng)對(duì)鎘脅迫的分子機(jī)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(duì)人類健康造成嚴(yán)重威脅,但其作用靶點(diǎn)及毒性機(jī)理尚不完全明確。本文在實(shí)驗(yàn)室前期工作的基礎(chǔ)上,對(duì)112個(gè)對(duì)Cd2+敏感的釀酒酵母基因缺失株進(jìn)行了初步的系統(tǒng)研究。發(fā)現(xiàn)其中81個(gè)基因缺失株對(duì)必需金屬離子Mn2+，Zn2+或Fe2+的脅迫也敏感,而其它31個(gè)基因缺失株對(duì)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(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞運(yùn)輸?shù)确矫妗?br>　　通過倍比稀釋表型分析和

2、蛋白印跡檢測(cè)發(fā)現(xiàn),兩個(gè)MAP Kinase信號(hào)傳導(dǎo)途徑,細(xì)胞壁完整性途徑(CWI)和高滲透壓途徑(HOG),參與Cd2+脅迫的細(xì)胞應(yīng)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(hào)通過GEFs-Rom1p傳遞到Rho1,進(jìn)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(xì)

3、胞在Cd2+脅迫下Hog1p和Slt2p的激活與細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度變化無關(guān)。但是,Cd2+脅迫不導(dǎo)致Hog1和Slt2細(xì)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(duì)Cd2+的敏感性,表明Mn2+或Fe2+的缺陷導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)Cd2+的敏感性。而Mn2+通道蛋白Smf1&Smf2和Fe2+通道蛋白 Fet4缺失導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)Cd2+的耐受性,說明 Cd2+可能借助Mn2+通道和Fe2+通道進(jìn)入細(xì)胞。Hog1和

4、Slt2正向調(diào)控SMF1，SMF2和PCA1基因的轉(zhuǎn)錄。
　　與細(xì)胞運(yùn)輸相關(guān)的VPS家族基因中有29個(gè)基因缺失后對(duì)Cd2+表現(xiàn)出生長(zhǎng)缺陷,其中包括9個(gè)與蛋白降解相關(guān)的VPS Class E家族基因。文獻(xiàn)報(bào)道鋅通道Zrt1介導(dǎo)Cd2+進(jìn)入細(xì)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(duì)Cd2+的表型與VPS Class E基因單獨(dú)缺失時(shí)一致。蛋白印跡檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Cd2+脅迫下