Caracterización de la regulación de la protón ATPasa PMA1 por parte de la ruta TOR en levadura "Saccharomyces cerevisiae"

Abstract

[CA] El present treball pretén caracteritzar la regulació de la protó ATPasa PMA1 per part de la ruta TOR en el llevat S. cerevisiae. La ruta de senyalització depenent de la proteïna quinasa TOR és la principal responsable del control del creixement cel·lular en presència de nutrients. La H+-ATPasa es la responsable de la formació del gradient electroquímic de la membrana plasmàtica. La seva activitat correlaciona amb el creixement cel·lular i s’activa, principalment, per glucosa. Donat que la protó ATPasa s’activa per nutrients i que la proteïna TOR és responsable de la regulació en funció de l’estat de nutrients de la cèl·lula, es pot establir la hipòtesis que a nivell molecular ha d’haver una interconnexió entre aquestes dues rutes. En el present treball s'ha estudiat la protó ATPasa de rent (PMA1) a tres nivells diferents (expressió del gen, quantitat de proteïna i activitat de la proteïna). Donat que la proteïna TOR pot formar part de dos complexos diferents (TORC1 i TORC2) i que cada un té una funció diferent i unes dianes de regulació diferents, hem emprat mutants amb al·lels termosensibles per a TORC1 o TORC2 així com amb cèl·lules tractades amb rapamicina (inhibició específica de TORC1). Les nostres anàlisis han permès determinar que tant l’expressió del gen com la quantitat i l’activitat de la proteïna cau respecte als controls al inhibir TORC1. Quan s'inhibeix TORC2, l’efecte sobre la protó ATPasa es perceptible, però molt lleuger, i no es pot descartar que es tracte d’un efecte indirecte. Per tant, es pot concloure que TORC1 activa l’expressió del gen PMA1, que codifica la H+-ATPasa de membrana plasmàtica en Saccharomyces cerevisiae.

[ES] El presente trabajo pretende caracterizar la regulación de la protón ATPasa PMA1 por parte de la ruta TOR en levadura S. cerevisiae. La ruta de señalización dependiente de la proteína quinasa TOR es la principal responsable del control del crecimiento celular en presencia de nutrientes. La H+-ATPasa es la responsable de la formación del gradiente electroquímico de la membrana plasmática. Su actividad correlaciona con el crecimiento celular y se activa, principalmente, por glucosa. Dado que la protón ATPasa se activa por nutrientes y TOR es responsable de la regulación en función del estado nutricional de la célula, podemos plantear la hipótesis que a nivel molecular debe haber una interconexión entre estas dos rutas. En el presente trabajo hemos estudiado la protón ATPasa de levadura (PMA1) a tres niveles diferentes (expresión del gen, cantidad de proteína y actividad de la proteína). Puesto que la proteína TOR puede formar parte de dos complejos diferentes (TORC1 y TORC2) y que cada uno tiene una función diferente y unas dianas de regulación diferentes, hemos utilizado mutantes con alelos termosensible para TORC1 o TORC2 así como con células tratadas con rapamicina (inhibición específica de TORC1). Tras los análisis hemos determinado que tanto la expresión del gen como la cantidad y actividad de la protón ATPasa disminuye respecto a los controles cuando inhibimos TORC1. Cuando inhibimos el complejo TORC2, el efecto sobre la protón ATPasa es perceptible, pero muy ligero, y no podemos descartar que se trate de un efecto indirecto. Por tanto, podemos concluir que TORC1 activa la expresión del gen PMA1 que codifica la H+- ATPasa de membrana plasmática en Saccharomyces cerevisiae.

[EN] This work aims at characterizing the TOR dependent regulation of the plasma membrane H+-ATPase PMA1 in the baker’s yeast S. cerevisiae. The signalling pathway dependent on the TOR protein kinase is the main controller of cell growth in the presence of nutrients. The H+-ATPase is the responsible of forming the plasma membrane electrochemical gradient. Its activity correlates with cell growth, and is activated, mainly, by glucose. Given that the H+-ATPasa is activated by nutrients and that TOR is in charge of the regulation depending on the cell nutritional status, we can propose the hypothesis that at the molecular level there must be a cross talk between these two pathways. In the present work we have studied the H+ ATPase of yeast (PMA1) at three different levels (gene expression, amount of protein and protein activity). As TOR can be found in two different protein complexes (TORC1 y TORC2) and that each one has a different role and different targets, we have used mutants carrying thermosensitive alleles for TORC1 or TORC2 as well as cells treated with rapamycin (specific inhibition of TORC1). Our analysis have determined that gene expression, and therefore amount and H+-ATPase activity is decreased compared to control cells upon inhibition of TORC1. Inhibition of TORC2 has a much lesser effect and we cannot discard that is due to an indirect effect. Therfore, we can concluye that TORC1 activates the expresión.