Експресія генів потенційних транспортерів гексоз у дріжджів Hansenula polymorpha диференційно регулюється сенсорами глюкози Hxs1 та Gcr1

О G Stasyk,I O Denega,N O Sybirna,О V Stasyk

doi:10.30970/sbi.0603.249

Abstract

The first and limiting step of metabolism of glucose, the most widespread carbon and energy source for majority of cells, is the transport of this sugar across cytoplasmic membrane. In the eukaryotic cells glucose controls and ensures its own effective metabolism, acting as extracellular effector, regulating on transcriptional and translational levels amount, type and activity of corresponding hexose transporters. In this study we investigated regulation of expression of genes encoding hexose transporter homologues – Нр Hxt1, Нр Hxt2, Нр Hxt3 and putative fructose transporter – Нр Frt1 by two glucose sensors Нр Gcr1 and Нр Hxs1 in methylotrophic yeast Hansenula polymorpha . We have demonstrated that putative glucose sensor Нр Gcr1 is involved in repression of the gene of functional low affinity hexose transporter Нр Hxt 1 under glucose deficient conditions and participates in repression of genes of putative high affinity glucose transporters Нр Hxt2 and Нр Hxt3 under excess of this carbon source. It was shown that glucose sensor Нр Hxs1 is involved in induction of Нр Hxt 1 expression. As a result of deletion of HpGCR 1 , but not Нр HxS 1 , the gene of putative high affinity fructose transporter Нр FRT 1 is constitutively expressed independently of glucose presence and its concentration in growth medium. Therefore, regulation of hexose (glucose and fructose) transport in methylotrophic yeast H. polymorpha at the level of gene expression is a complicated system of interacting regulatory and transporting elements where glucose sensors Нр Gcr1 and Нр Hxs1 act as the key factors. Keywords: methylotrophic yeasts, Hansenula polymorpha , glucose transporter-like sensors, glucose regulation, genes of hexose transporters.

Highlights

Першим і лімітуючим кроком у метаболізмі глюкози, найпоширенішого джерела Карбону та енергії для більшості клітин, є транспорт цього цукру крізь цитоплазматичну мембрану клітини.
У даній роботі нами було досліджено регуляцію експресії генів, які кодують гомологи транспортерів гексоз – НрHxt1, НрHxt2, НрHxt3 та потенційний транспортер фруктози – НрFrt1, сенсорами глюкози НрGcr1 і НрHxs1 метилотрофних дріжджів Hansenula polymorpha.
Виходячи з отриманих раніше даних про порушення транспорту глюкози та фруктози в мутантів із делетованими генами сенсорів глюкози НрGCR1 і НрHXS1, доцільно було проаналізувати експресію ідентифікованих нами генів, які кодують функціональний транспортер гексоз HpHxt1, потенційні транспортери гексоз HpHxt2 та HpHxt3, а також ймовірний транспортер фруктози НрFrt1 за умов культивування клітин мутантів Δgcr1 і Δhxs1 на середовищах із різним вмістом глюкози або фруктози.

Summary

Introduction

Першим і лімітуючим кроком у метаболізмі глюкози, найпоширенішого джерела Карбону та енергії для більшості клітин, є транспорт цього цукру крізь цитоплазматичну мембрану клітини. У даній роботі нами було досліджено регуляцію експресії генів, які кодують гомологи транспортерів гексоз – НрHxt1, НрHxt2, НрHxt3 та потенційний транспортер фруктози – НрFrt1, сенсорами глюкози НрGcr1 і НрHxs1 метилотрофних дріжджів Hansenula polymorpha.

Results

Conclusion