Oxidative stress in Saccharomyces cerevisiae : Molecular mechanisms of ethanol and hydrogen peroxide stress responses

Abstract

O etanol, um dos principais produtos da fermentação de leveduras, é, acima de uma concentração crítica, tóxico para estas células, afectando o seu crescimento, viabilidade e taxa de fermentação. A caracterização dos mecanismos moleculares envolvidos na aquisição de tolerância ao etanol assume, portanto, uma grande importância biotecnológica. A correlação encontrada entre a indução da actividade da superóxido dismutase (SOD) mitocondrial e a aquisição de tolerância ao etanol em células de Saccharomyces cerevisiae levou à pesquisa do papel das defesas antioxidantes na resistência ao etanol, assim como à identificação dos danos oxidativos que podem contribuir para a morte celular induzida pelo etanol.Os resultados obtidos indicam que a MnSOD, ao contrário da CuZnSOD, é essencial para a aquisição de tolerância ao etanol em leveduras, não só em fase exponencial, como também durante o crescimento para as fases diauxic shift e pós diauxic shift, nas quais as células apresentam uma elevada actividade constitutiva da MnSOD. A análise da expressão da SOD durante o crescimento da fase exponencial para as fases diauxic shift e pós diauxic shift indica que dois mecanismos reguladores estão envolvidos na indução da actividade das MnSOD e CuZnSOD durante o crescimento: síntese de novo de proteínas Sod, até à fase diauxic shift, e regulação pós-transcripcional ou pós-traducional, durante a fase pós-diauxic. O etanol não altera as actividades de nenhuma das enzimas em células nas fases diauxic ou pós diauxic. Usando mutantes deficientes respiratórios, foi demonstrado que as espécies reactivas de oxigénio produzidas na mitrocôndria contribuem para a toxicidade do etanol em leveduras, e podem regular a actividade de Sod durante o stress. O efeito do etanol na expressão de SOD foi comparado com o efeito de um oxidante, neste caso, peróxido de hidrogénio. Ao contrário do etanol, o peróxido de hidrogénio aumenta a síntese de novo de MnSOD. A análise do papel dos factores de transcrição ...