Saccharomyces cerevisiae'da transkripsiyon faktörü Gcr1p fazla sentezinin metabolik etkileri

Abstract

Gliserol, trehaloz ve etanol Saccharomyces cerevisiae tarafından glikolitik yolağa bağlı olarak üretilen önemli endüstriyel metabolitlerdir. Glikolitik enzim kodlayan genlerin transkripsiyonunu aktive eden en önemli faktör de GCR1 geni tarafından kodlanan transkripsiyon faktörüdür. GCR1 geni delesyonlu maya suşlarında glikoltik enzimlerin seviyesi normal seviyenin %1-3'ü kadardır. GCR1 mutant suşları glukoz içeren ortamda çok yavaş üreme gösterir. GCR1 geni çok düşük seviyede transkribe edilmektedir. Gcr1p glukoz taşınımı için gerekli olan HXT genleri transkripsiyonun aktivasyonun da yer alır. Bu araştırmada GCR1 geni hücrede çok kopyalı olarak bulunan maya ekspresyon vektöründen CUP1 promoturuna bağlı olarak ekspres edilmiştir. Araştırmada hem yaban tip ve hem de metabolik mutant S. cerevisae suşları kullanılmıştır. GCR1 geni fazla expresyonunun üreme hızı, glukoz tüketim hızı, ve depo karbonhidrat metabolizmasına etkileri incelenmiştir. Elde edilen araştırma sonuçları GCR1 fazla sentezinin yaban tip maya suşunda üreme hızını arttırdığını göstermektedir. Gcr1p fazla sentezi maya suşlarının genetik yapısına bağlı olarak glukoz tüketim hızını, trehaloz, glikojen ve gliserol biyosentezinde de değişikliklere neden olmaktadır. Bununla birlikte, elde edilen sonuçlarımız Gcr1p fazla sentezinin etanol biyosentezine etkisi olmadığını göstermektedir.

Gycerol, trehalose and ethanol are important industrial metabolites produced from glycolytic pathway in Saccharomyces cerevisiae. The most important transcription factor that activates the transcription of the glycolitic enzyme encoding genes is GCR1. In GCR1 deletion mutant yeasts, the levels of glycolitic enyzmes decrease to 1-3% of the normal, wild type levels. GCR1 mutant Saccharomyces cerevisiae strains grow very slow in the glucose medium. GCR1 gene is transcribed at low levels. Gcr1p is also involved in the transcriptional activation of HXT genes that are involved in glucose transport. In this study, GCR1 gene is expressed from CUP1 promoter on the high copy yeast expression vector. Both the wild type and the metabolic mutant S. cerevisiae strains were used in the study. The effects of GCR1 over-expression on the growth rate, glucose consumption and reserve carbohydrate metabolism was investigated. Results of this study indicates that GCR1 over-expression increases the growth rate of the wild type yeast strain. Gcr1p over-production also alters the glucose consumption rate, biosynthesis of trehalose, glycogen, and glycerol, depending on the genetic structure of the yeast strains. Nonetheless, our results indicated that GCR1 over-expression has no effect on the ethanol biosynthesis in yeast.