Characterization of Saccharomyces cerevisiae and its cAMP de-pendent protein kinase A deletions in response to saline stress
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Protein kinase A (PKA) activity, dependent on intracellular concentration of cAMP, has a significant influence on cellular stress response in the budding yeast Saccharomyces cere-visiae. PKA protein consists of three catalytic subunits Tpk1p, Tpk2p and Tpk3p, and one regulatory subunit Bcy1p. The catalytic subunits phosphorylate transcription factors (TFs) Msn2p/Msn4p. Msn2p and Msn4p are essential for the activation of many of the genes in-volved in the stress response in yeast. These TFs also regulate the activity of Yak1p, which functions in the glucose-signaling system and impacts growth upon nutrient deprivation in yeast. This thesis focuses on the physiological characterization of saline stress response of Saccharomyces cerevisiae (W303 background) and its two PKA-deletion strains, i.e., Δtpk1 Δtpk2 Δtpk3 Δyak1 and Δtpk1 Δtpk2 Δtpk3 Δmsn2 Δmsn4 deletions, where deletions of Δyak1 and Δmsn2 Δmsn4 made the triple Tpk1p subunit deletions containing stains viable. The saline stress response in Δyak1 and Δmsn2 Δmsn4 was also determined.
Conclusions: Deletion of MSN2/MSN4 or YAK1 allows a similar growth as the reference strain in otherwise non-viable triple Δtpk deletion strain. Salt stress has a negative impact (40-70%) on growth rates of all the strains in the study. The efficient production of glyc-erol under salt stress likely suggests that the HOG pathway is not directly dependent on PKA or Msn2p/Msn4p or Yak1p.
In estonian: Proteiinkinaasil A (PKA) on oluline roll pärmi Saccharomyces cerevisiae stressivastuses. PKA aktiivsus sõltub cAMP rakusisesest kontsentratsioonist. PKA valk koosneb kolmest katalüütilisest subühikust Tpk1p, Tpk2p ja Tpk3p ning ühest regulatoorsest subühikust Bcy1p. Katalüütilised subühikud fosforüleerivad transkriptsioonifaktoreid (TF) Msn2p/Msn4p. Msn2p ja Msn4p on olulised mitmete stressivastustega seotud geenide ak-tiveerimisel. Need TFid reguleerivad ka Yak1p aktiivsust. Yak1p osaleb glükoosi signal-iseerimise süsteemis ja mõjutab pärmi kasvu toitainete puudumisel. Käesolev lõputöö kes-kendub soolast tingitud stressivastuse füsioloogilisele kirjeldamisele pärmis Saccharomyces cerevisiae (W303 taust) ja tema kahes PKA deletsiooniga tüves, s.t. Δtpk1 Δtpk2 Δtpk3 Δyak1 ja Δtpk1 Δtpk2 Δtpk3 Δmsn2 Δmsn4. Δyak1 ja Δmsn2 Δmsn4 deletsioonid muutsid tüved, mis sisaldasid kolmik Tpk1p subühiku deletsioone, eluvõimeliseks. Soola-stressi vastus tuvastati ka tüvedes Δyak1 ja Δmsn2 Δmsn4.
Kokkuvõte: MSN2/MSN4 ja YAK1 deletsioonid võimaldavad pärmil referentstüvele sarnast kasvu isegi tavaliselt mitteelujõulise kolmik Δtpk deletsiooniga tüve puhul. Soolastress mõjutab kõikide antud töös uuritud tüvede kasvu negatiivselt (40-70%). Efektiivne glütserooli tootmine soolastressi korral näitab, et HOG-rada ei sõltu otseselt PKA-st, transkriptsioonifaktoritest Msn2p/Msn4p ega kinaasist Yak1p.
Description
Keywords
Saccharomyces cerevisiae, cAMP-dependent protein kinase A (PKA), Takashi protein ki-nase (Tpk1,2,3), Ras-cAMP pathway, osmotic stress, saline stress, osmootne stress, soolastress, cAMP-sõltuv proteiinkinaas A (PKA), Takashi proteiinkinaas (Tpk1,2,3), Ras-cAMP rada