Streszczenie

Zmiany warunków środowiska stanowią dla komórek drożdży stres. Aby się przed nim obronić komórki wykształciły mechanizmy tolerancji na stres, które uaktywniają się pod wpływem bodźca stresowego. W koordynacji ekspresji genów odpowiedzi na stres biorą udział różne czynniki trans­krypcyjne np. Msn2/4p, które regulują ekspresję genów tzw. ogólnej odpowiedzi na stres. W obronę przed szokiem termicznym zaangażowane są białka Hsp, kontrolowane przez czynnik Hsf1p. Szok osmotyczny indukuje kaskadę kinaz MAP (HOG), natomiast odpowiedź na stres oksydacyjny wymaga kontroli przez sieć YAP. Oporność na fungicydy uwarunkowana jest głównie aktywnością transporterów błonowych i zmianami w obrębie struktury błony komórkowej.

Słowa kluczowe:oporność • stres • Saccharomyces cerevisiae

Summary

Changes in environmental conditions might be a stress factor for yeast cells. There are several mechanisms of stress tolerance, developed by the cell, which activate when the stress appears. Dif­ferent transcription factors coordinate the expression of stress response genes. Msn2/4p regulate the expression of the general stress response. Heat shock defense involves heat shock proteins (Hsp), controlled by Hsf1p. Osmotic shock induces the MAP kinase cascade (HOG), whereas the oxidative stress response requires the YAP network. Fungicide resistance is mediated mainly by the activity of membrane transporters and changes in the structure of the plasma membrane.

Key words:resistance • stress • Saccharomyces cerevisiae

Ogólna odpowiedź na stres

Nawet najdrobniejsze fluktuacje środowiskowe powodują zmiany w ekspresji genów. W tzw. powszechną odpowiedź środowiskową (CER) zaangażowanych jest prawie 800 ge­nów, z czego około 300 ulega indukcji (np. geny glikolizy, syntezy trehalozy, degradacji białek), a pozostałe represji (geny zaangażowane w translację i syntezę białek) [28]. Wie­le z indukowanych genów znajduje się pod kontrolą czyn­ników transkrypcyjnych Msn2p i Msn4p, które realizują program ogólnej odpowiedzi na stres. Czynniki te regulują ekspresję genów docelowych w odpowiedzi m.in. na szok termiczny, szok osmotyczny, zmiany pH, stres oksydacyjny, głodzenie glukozowe i wysokie stężenie etanolu (ryc. 1.) [23].

Ryc. 1. Zaangażowanie czynników transkrypcyjnych w odpowiedź na różne bodźce stresowe

W części N-końcowej czynniki transkrypcyjne Msn2/4p mają region lokalizacji jądrowej (NLS) oraz sygnał ekspor­tu jądrowego (NES). Za rozpoznanie charakterystycznej sekwencji STRE (stress response element) w promoto­rze genu docelowego odpowiedzialny jest motyw palca cynkowego znajdujący się w pobliżu C-końca czynników transkrypcyjnych [119].

Ekspresja MSN2 jest konstytutywna niezależnie od wa­runków środowiska, natomiast ekspresja MSN4 zależy od czynników Msn2/4p i jest indukowana stresem. Aktywacja genów obrony przed perturbacjami środowiskowymi zależy od jądrowej lokalizacji czynnika transkrypcyjnego. W wa­runkach optymalnych dla komórki czynniki Msn2p i Msn4p znajdują się w cytoplazmie, ale pojawienie się sygnałów stre­sowych indukuje akumulację czynników transkrypcyjnych w jądrze. Mechanizm kontroli lokalizacji subkomórkowej Msn2/4p jest ściśle regulowany przez szlak sygnalny cAMP zarówno na poziomie importu, jak i eksportu jądrowego. Lo­kalizacja subkomórkowa Msn2/4p jest kontrolowana przez kinazy białkowe (PKA) zależne od cAMP [31]. W warun­kach fizjologicznych poziom cAMP i aktywność kinaz PKA jest na wysokim poziomie. Kinazy PKA (Tpk1/2/3p) fos­forylują domenę NLS czynników Msn2/4p, co skutkuje ich cytoplazmatyczną lokalizacją, gdzie kotwiczone są przez białko Bmh2p. Dane wskazują, że w utrzymaniu Msn2/4p w cytoplazmie bierze udział także szlak TOR (target of rapamycin). Obecność rapamycyny hamującej szlak TOR powodowała odłączenie Msn2/4p od Bmh2p i translokację do jądra. Sugeruje to istnienie dwóch szlaków fosforylacji regulujących lokalizację komórkową w odpowiedzi na stres [119]. Różnego rodzaju bodźce stresowe powodują spadek poziomu cAMP i zahamowanie aktywności kinaz PKA, co skutkuje defosforylacją miejsc PKA w czynnikach trans­krypcyjnych. Po ustaniu warunków stresowych Msn2/4p eksportowane są z jądra do cytoplazmy dzięki aktywności eksportyny Msn5p [21].

Po imporcie do jądra Msn2/4p rozpoznają swoistą sekwen­cję w promotorach genów docelowych (STRE). Element ten jest funkcjonalny w dwóch orientacjach: AGGGG i CCCCT. Jedna kopia tej sekwencji jest wystarczająca do aktywacji transkrypcji genu, ale dwie lub trzy kopie znaczą­co zwiększają ekspresję. Geny docelowe dla Msn2/4p mogą być ekspresjonowane różnymi drogami. Jest to prawdo­podobnie związane z występowaniem w ich promotorach także innych sekwencji regulatorowych (np. HSE – heat shock element czy ARE – AP-1 recognition element). Pro­ces wiązania elementu STRE i czynnika transkrypcyjnego kontrolowany jest przez kinazę białkową Gsk3p i zależy od czynnika stresowego [46].

Geny MSN2 i MSN4 początkowo zostały zidentyfikowa­ne jako supresory defektu inwertazy u mutantów kinazy Snf1p [23]. Mimo dużej homologii obu genów i podobnej funkcji obu czynników transkrypcyjnych, niektóre bada­nia wskazują na różnice w regulacji odpowiedzi na stres. Aktywność Msn2p i Msn4p może się różnić w zależności od bodźca stresowego [22], inne jest także powinowactwo niektórych genów docelowych do tych czynników trans­krypcyjnych [135]. Interesujące wyniki uzyskali Jacquet i wsp. [49], w których wykazali, że brak podjednostki ka­talitycznej PKA u mutantów pde2 skutkował stałą lokali­zacją jądrową czynnika Msn2p, podczas gdy Msn4p wciąż oscylował między jądrem a cytoplazmą. Dane te sugerują różnice w podatności obu czynników na szlak cAMP-PKA lub różnice w kontroli lokalizacji jądrowej.

W zależności od rodzaju bodźca stresowego inna jest dro­ga aktywacji czynników transkrypcyjnych Msn2/4p. Geny, których ekspresja jest indukowana przez te czynniki kodują m.in. białka metabolizmu węglowego, syntezy trehalozy, białka ochronne (Hsp, Ctt1p) oraz transportery [28].

Głodzenie glukozowe i alkaliczne pH

Glukoza jest preferowanym źródłem węgla dla drożdży, dlatego komórki wykształciły wiele mechanizmów wy­czuwania glukozy i przekazywania sygnałów glukozowych. Gdy w środowisku znajduje się glukoza, odbierana jest ona przez receptory znajdujące się w błonie komórkowej. Głównym sensorem glukozy (a także sacharozy i feromo­nów) jest system GPCR (G protein-coupled receptor) zło­żony z receptora Gpr1p (który bezpośrednio wiąże cukier), białka G – Gpa2p i jego regulatora Rgs2p [110]. Dodanie glukozy do uprzednio głodzonych komórek powoduje ak­tywację cyklazy adenylanowej przez Gpa2p, czego wyni­kiem jest wzrost poziomu cyklicznego AMP. cAMP ak­tywuje kinazy białkowe PKA, które z kolei hamują import jądrowy Msn2/4p i aktywują ich eksport z jądra. Nagły spadek zawartości glukozy (obserwowany np. przy przej­ściu do wykładniczej fazy wzrostu) w środowisku skutkuje silnymi zmianami w ekspresji genów. W takich warunkach poziom cAMP jest niski, a kinazy PKA nie są aktywne. Domena NLS czynników Msn2/4p jest defosforylowana, dzięki czemu możliwy jest import tych czynników trans­krypcyjnych do jądra i aktywacja ekspresji m.in. genów związanych z wykorzystaniem alternatywnego źródła węgla czy kodujących białka ochronne. Gdy komórki zaadoptują się do nowych warunków środowiskowych, nadekspresja genów stresowych nie jest konieczna. Wtedy aktywowana jest kinaza Snf1 p, która hamuje import jądrowy Msn2/4p [31,92].

Jeśli podczas wzrostu hodowli drożdżowej glukoza zawarta w podłożu ulega wyczerpaniu, komórki zmieniają swój me­tabolizm na tlenowy. Taka nagła zmiana powoduje wzrost zawartości reaktywnych form tlenu, co jest stresem oksyda­cyjnym dla komórki. Sygnały stresowe są odbierane przez białko Mtl1p, którego zadaniem jest inaktywacja szlaku TOR (target of rapamycin). Kinazy białkowe TOR należą do konserwatywnej rodziny kinazy fosfatydyloinozytolu i pełnią wiele istotnych funkcji w komórce, m.in. regulują transkrypcję i translację, biorą udział w wyczuwaniu skład­ników odżywczych, a także regulują różnicowanie komórek i wzrost filamentarny [19]. Drożdże zawierają dwa wielo­białkowe kompleksy TOR: TORC1 i TORC2. TORC1 bierze udział m.in. w represji transkrypcji niektórych ge­nów w odpowiedzi na głodzenie. Składa się z Tor1p lub Tor2p oraz białek Kog1p, Lst8p, Tco89p i jest wrażliwy na rapamycynę, która wiąże białka Tor i hamuje aktyw­ność kompleksu. TORC2 umiejscowiony jest w obrębie lub w pobliżu błony komórkowej i jest niewrażliwy na ra­pamycynę. W jego skład wchodzą białka: Tor2p, Avo1-3p, Lst8p i Bit61p. Białka te są zaangażowane m.in. w polary­zację cytoszkieletu aktynowego podczas progresji cyklu ko­mórkowego i w regulację integralności ściany komórkowej [71]. Szlak TOR w warunkach fizjologicznych utrzymuje czynniki transkrypcyjne Msn2/4p w cytoplazmie, więc gdy pod wpływem bodźca stresowego zostanie wyłączo­ny, Msn2/4p akumulują się w jądrze i aktywują ekspresję genów stresowych [99].

Wzrost drożdży jest wydajniejszy, gdy pH podłoża jest kwaśne niż w warunkach neutralnego lub alkalicznego pH, dlatego nawet najmniejszy wzrost pH środowiska stanowi dla komórek drożdży stres. Alkalizacja środowiska zaburza przede wszystkim homeostazę składników odżywczych i wpływa na ekspresję genów pobierania i metabolizmu glu­kozy. Wysokie pH powoduje przejściowy spadek stężenia cAMP i zahamowanie aktywności kinaz PKA. W wyniku inhibicji PKA czynniki Msn2/4p ulegają szybkiej akumu­lacji w jądrze komórkowym i aktywują geny odpowiedzi na stres, związane m.in. z syntezą trehalozy [16].

Alkalizacja aktywuje również inne szlaki sygnalne, nie­związane z ogólną odpowiedzią na stres. Jednym z nich jest szlak wapń/kalcyneuryna. Gdy pH środowiska wzrasta następuje wzmożony napływ jonów wapnia ze środowiska zewnętrznego do komórki. Wzrost stężenia wewnątrzko­mórkowego wapnia aktywuje kalcyneurynę, która fosfory­luje i aktywuje import jądrowy czynników transkrypcyj­nych (np. Sko1p) odpowiedzialnych za indukcję różnych genów (jednym z genów aktywowanych na drodze tego szlaku jest ENA1 kodujący ATPazę sodową) [101].

Stres etanolowy

Drożdże piekarskie są powszechnie wykorzystywane w produkcji napojów alkoholowych, dlatego ważne jest, aby w ich komórkach istniały mechanizmy tolerancji na wysokie stężenia etanolu. Alkohol jest znanym inhibitorem wzrostu, prowadzącym do uszkodzeń mitochondrialnego DNA, inaktywacji niektórych enzymów oraz zaburzeń składu lipidowego błony komórkowej. Dane literaturowe wskazują, że tolerancji na podwyższone stężenie etano­lu towarzyszy wzrost stosunku ergosterolu do fosfolipi­dów oraz zwiększenie ilości nienasyconych kwasów tłusz­czowych [17]. Stres etanolowy indukuje ekspresję genów TPS1 i TPS2, które kodują białka szlaku syntezy treha­lozy. Trehaloza pełni w komórce rolę ochronną i jest jed­ną z determinant oporności na etanol. Ponadto następuje indukcja ekspresji białek szoku termicznego Hsp104p, Hsp70p i Hsp26p przy stężeniu etanolu do 10% oraz białka Hsp30p, które negatywnie reguluje H+-ATP-azę błonową. Ekspresja większości genów zaangażowanych w odpowiedź na etanol jest pod kontrolą czynników ogólnej odpowiedzi na stres Msn2/4p [33]. ­

Szok termiczny

Nagły wzrost temperatury powoduje zatrzymanie cyklu komórkowego w fazie G1. W tym czasie zachodzą zmia­ny warunkujące tolerancję komórki na wzrost w wysokiej temperaturze. Głównymi mechanizmami obrony przed stresem temperaturowym jest wytwarzanie białek kodo­wanych przez geny ogólnej odpowiedzi na stres oraz bia­łek szoku termicznego. Pod wpływem szoku termicznego, a także innych warunków stresowych (m.in. niskie tempe­ratury, stres osmotyczny i etanolowy) w komórkach drożdży akumulowane są duże ilości trehalozy.

Trehaloza stanowi rezerwy węglowodanów w komórkach, więc może być źródłem energii w czasie głodu, na co wska­zuje jej wzrost w komórkach w stacjonarnej fazie wzrostu. Trehaloza syntetyzowana jest przez kompleks syntazy tre­halozy, składający się z 3 podjednostek: Tps1p (syntaza tre­halozo-6-fosforanu), Tps2p (fosfataza trehalozo-6-fosfora­nu) Tsl1p/Tps3p (podjednostka regulacyjna). Jej degradacja zachodzi po ustąpieniu warunków stresowych i warunkuje ją aktywność dwóch trehalaz: Nth1p (neutralna trehalaza cytoplazmatyczna) i Ath1p (wakuolarna trehalaza kwaśna). Geny kodujące białka syntezy i degradacji trehalozy mają w swoich promotorach sekwencję STRE, więc podlegają kontroli czynników transkrypcyjnych ogólnej odpowiedzi na stres Msn2p i Msn4p [80,125].

Podczas stresu środowiskowego trehaloza pełni rolę ochronną dla białek i lipidów błonowych, stabilizując je i utrzymuje integralność strukturalną komórki. Ochronne działanie trehalozy nie jest w pełni wyjaśnione. Jedna z hi­potez zakłada stabilizację białek, głównie podczas stresu termicznego, przez tworzenie wiązań wodorowych z polar­nymi resztami białkowymi, chroniąc białka przed denatu­racją i zapobiegając fuzji błon w komórce [79]. Drastyczny wzrost trehalozy w komórce powoduje wzrost osmolarności komórki, zwiększając siłę mechaniczną ściany komórkowej i jej oporność na enzymy lityczne [127].

Jedną z najistotniejszych zmian zachodzących w komórce pod wpływem szoku termicznego jest indukcja wytwarza­nia białek szoku termicznego HSP (heat shock proteins). Białka te spełniają różnorodne funkcje w komórce i biorą udział w wielu procesach, takich jak: podział komórkowy, synteza DNA, transkrypcja i translacja, fałdowanie i trans­port białek. Białka HSP zgrupowane są w kilku rodzinach.

Do rodziny Hsp70p, należą białka szoku termicznego o masie ~70 kDa będące jednymi z najbardziej konser­watywnych w komórce. Wszystkie Hsp70 wiążą się do hydrofobowej powierzchni białek, zwłaszcza tych niesfał­dowanych, zapobiegając niepożądanym interakcjom pro­wadzącym do agregacji i indukują fałdowanie białek [124]. W swej strukturze białka te mają trzy domeny strukturalne: N-końcową domenę NBD (nucleotid binding domain), poprzedzającą domenę wiążącą substrat (SBD) oraz C­-końcową domenę CTD, która pomaga przyłączyć substrat do domeny SBD. Funkcjonalność białek Hsp70p zależy od koordynacji działania wszystkich trzech domen. Związanie substratu następuje w hydrofobowej kieszeni SBD, a jego powinowactwo jest zależne od związanego przez domenę NBD nukleotydu. Gdy NBD wiąże ATP powinowactwo do substratu jest niższe i wzrasta, gdy związane jest ADP. Związanie danego nukleotydu skorelowane jest z położe­niem CTD, która znajduje się blisko kieszeni SBD, gdy do domeny NBD przyłączone jest ADP. Taka konfor­macja zapobiega uwalnianiu związanego substratu [42]. Hydroliza ATP powoduje zmiany konformacyjne sprzy­jające komunikacji między obiema domenami, co skutkuje uwięzieniem substratu. Jednocześnie związanie substratu zmienia strukturę domeny SBD, co przekazuje sygnał do hydrolizy ATP. Następnie czynniki wymiany nukleotydów (Fes1p i Sse1p) promują odłączenie ADP, powrót Hsp70p do stanu niskiego powinowactwa i uwolnienie substratu, który może osiągnąć odpowiednią konformację do czasu degradacji [53].

Drożdże zawierają przynajmniej 9 białek Hsp70p umiej­scowionych w cytoplazmie (Ssa1-4p, Ssb1/2p, Sse1/2p, Ssz1p), 2 występujące w retikulum endoplazmatycznym (Kar2p, Lhs1p) i 3 mitochondrialne Hsp70p (Ssc1p, Ssq1p i Ecm10p). Fałdowanie białek i zapewnienie ich natywnej konformacji jest jedną z podstawowych funkcji białek Ssa i Ssb. Białka Ssb1/2p są związane z rybosomami i ułatwiają elongację łańcuchów polipeptydowych na wczesnych eta­pach syntezy, natomiast aktywność białek Ssa (Ssa1-4p) przejawia się w późniejszych etapach biosyntezy przez uła­twianie translokacji polipeptydów z nabytą strukturą dru­gorzędową. Ponadto wykazano, że białko Ssb1p pośredni­czy w kierowaniu białek na szlak degradacji [9].

Białka Kar2p i Lhs1p zlokalizowane są w retikulum endo­plazmatycznym. Dane wskazują, że Kar2p jest niezbędne w utrzymaniu homeostazy w komórce i pośredniczy m.in. w transporcie niedojrzałych polipeptydów do światła reti­kulum, fałdowaniu polipeptydów i kierowaniu źle sfałdo­wanych białek na szlak degradacji. Tak jak wszystkie białka Hsp70p, Kar2p współdziała z czynnikiem wymiany nukle­otydu. Badania wykazują, że tym czynnikiem dla Kar2p jest białko Lhs1p i stymuluje ono uwolnienie związanego z Kar2p nukleotydu, co pozwala na kilkukrotne powtórze­nie cyklu przez Kar2p [40,137].

Mitochondrialne białka Hsp70p (Ssc1p, Ssq1p i Ecm10p) znajdują się w macierzy mitochondrialnej i zaangażowane są w transport prekursorów białkowych z cytoplazmy do macierzy mitochondrialnej [70]. Interakcje białek Ssc1p i Ssq1p z czynnikiem NEF (czynnik uwolnienia nukle­otydu) Mge1p znajdującym się w błonie mitochondrialnej wspomagają fałdowanie i oligomeryzację prekursorów bia­łek oraz degradację źle sfałdowanych polipeptydów. Biał­ko Ecm10p, podobnie jak Ssc1p i Ssq1p, bierze udział w transporcie białek do mitochondrium, jednak pierwotnie zostało ono zidentyfikowane jako białko zaangażowane w biosyntezę ściany komórkowej. Ponadto badania wska­zują na udział Ecm10p w rozplataniu mitochondrialnego DNA, ponieważ wpływa ono na aktywność endonukleazy mitochondrialnej (Sce1p) [115].

Kolejnym białkiem szoku termicznego jest Hsp104p. Jest to białko ogólnej odpowiedzi na stres, a jego rola, w prze­ciwieństwie do pozostałych Hsp polega na demontowaniu agregatów białkowych powstałych na skutek stresu [96]. Hsp104p może występować w komórce w nieaktywnej for­mie mono-, di- i trimerycznej lub jako aktywny heksamer w kształcie pierścienia. Podczas demontowania agregatów, białka substratowe są rozfałdowywane i przemieszczane przez pierścień Hsp104p. Powstawanie aktywnej posta­ci Hsp104p jest zależne od związanego nukleotydu i re­gulowane przez domenę NBD2 (jedną z dwóch domen NBD białka Hsp104p). NBD2 jest domeną regulatorową o słabej aktywności ATP-azowej. Hydroliza ATP zacho­dzi z udziałem domeny NBD1, która dostarcza energii do rozdzielania agregatów. Związany nukleotyd określa rów­nież powinowactwo Hsp104p do substratów. Związanie ADP skutkuje niskim powinowactwem, natomiast stan związania ATP wysokim [12,44,74].

Ekspresja białka Hsp104p znajduje się w komórce na ni­skim poziomie w warunkach fizjologicznych. Stres ter­miczny, etanolowy oraz obecność metali (np. arsenu) indu­kuje ekspresję tego białka, co zapewnia ochronę komórki przed zniszczeniami spowodowanymi tymi czynnikami. Za indukcję wytwarzania Hsp104p odpowiadają czynniki Msn2/4p oraz czynnik Hsf1p [32,117].

Hsp60p znajduje się w mitochondriach i wymagane jest do fałdowania białek importowanych do macierzy mito­chondrialnej. Dane wskazują także na udział Hsp60p w re­plikacji mtDNA i transmisji nukleoidów [56]. Wykazano również, że białko to zapobiega uszkodzeniom komórko­wym powstającym w wyniku egzogennego i endogennego stresu oksydacyjnego. Hsp60p chroni przed inaktywacją oksydacyjną mitochondrialne enzymy zależne od żelaza (akonitaza, dehydrogenaza bursztynianowa) [15].

Hsp12p, zlokalizowane w błonie komórkowej drożdży, chroni błonę przed odwodnieniem. Białko to umiejscawia się również w ścianie komórkowej i cytoplazmie, nadając sztywność i barotolerancję komórce. Ekspresja genu HSP12 indukowana jest w odpowiedzi na wiele czynników stre­sowych – szok termiczny, osmotyczny, stres oksydacyjny, wysokie stężenie alkoholi oraz niską temperaturę (0 i 4°C) [142]. Regulacja ekspresji HSP12 przejawia się na poziomie ogólnej odpowiedzi na stres przez czynniki transkrypcyj­ne Msn2/4p oraz dzięki obecności elementu HSE w pro­motorze, do którego wiąże się czynnik Hsf1p. Ekspresja genu HSP12 jest regulowana także przez czynnik Hot1p na drodze szlaku kinaz HOG [2,103].

Szok termiczny indukuje także ekspresję tzw. małych bia­łek szoku termicznego (sHsp). Do tej grupy należy m.in. Hsp26p i Hsp42p, które są cytoplazmatycznymi chapero­nami, zapobiegającymi powstawaniu agregatów niesfał­dowanych białek. Białka substratowe mogą następnie ulec uwolnieniu i sfałdowaniu. Hsp42p funkcjonuje zarówno w warunkach fizjologicznych jak i stresowych, natomiast Hsp26p jedynie w komórkach poddanych stresowi. Poziom ekspresji HSP26 jest zwiększony w różnych warunkach stresowych: szok cieplny, głodzenie azotowe i węglowe, stres oksydacyjny i niskie pH. W takich warunkach wy­twarzanie Hsp26p jest indukowane przez czynniki trans­krypcyjne Msn2/4p oraz Hsf1p [3,145].

Białka Hsp90p występują w dwóch izoformach – Hsp82p i Hsc82p. Ich aktywność jest wymagana do fałdowania swo­istych białek, które trudno podlegają temu procesowi, jak i do ponownego fałdowania zdenaturowanych białek [89]. Białka Hsp90p funkcjonują jako dimery, a ich zdolność fałdowania białek zależna jest od aktywności ATP-azowej. Hsp90p są wymagane do aktywacji wielu białek regulatorowych i sy­gnalnych, takich jak kinazy i czynniki transkrypcyjne. Po­ziom ekspresji białka Hsc82p jest wysoki w warunkach fi­zjologicznych i nieznacznie wzrasta w odpowiedzi na stres cieplny. Natomiast ekspresja Hsp82p silnie wzrasta w wa­runkach stresowych (np. szok termiczny) [14,108].

Za białko szoku termicznego uznawana jest także ubikwi­tyna, ponieważ ekspresja genu UBI4 silnie wzrasta pod wpływem różnych czynników stresowych. W wyniku zmie­nionych warunków środowiska białka mogą ulec denatu­racji. Ubikwityna przyłączana jest do tych białek, co jest sygnałem do ich selektywnej i nielizosomalnej proteolizy. Badania wykazały, że mutanty ubi4 są wrażliwe na różne czynniki stresowe (wysoka temperatura, głodzenie). Inne białka zaangażowane w odpowiedź na stres termiczny to m.in. YscEp (proteaza degradująca kompleksy ubikwity­na-białko), białka glikolityczne (np. enolaza, kinaza fos­foglicerynianowa), podnoszące poziom ATP w komórce oraz Ctt1p (katalaza T będąca pod negatywną kontrolą cAMP) [77].

Regulacja odpowiedzi na szok termiczny

Białka szoku termicznego uczestniczą w istotnych proce­sach biologicznych, takich jak synteza, fałdowanie, trans­port, dojrzewanie i degradacja białek, organizacja ściany komórkowej czy regulacja cyklu komórkowego. Niektóre z białek Hsp wytwarzane są konstytutywnie w fizjologicz­nych warunkach, ekspresja innych jest silnie indukowana w odpowiedzi na stres. W regulację transkrypcji genów kodujących białka zaangażowane w adaptację do warun­ków stresowych biorą udział różne czynniki transkrypcyjne m.in. Hsf1p i Msn2/4p [131].

Białko Hsf1p jest konserwatywne ewolucyjnie od droż­dży po wyższe organizmy eukariotyczne. Jego struktura obejmuje kilka modułów niezbędnych do funkcjonowania białka. Domena wiążąca DNA (DBD), zawierająca motyw helisa-zwrot-helisa, utworzona jest przez reszty aminokwa­sowe 167-284. Jest ona niezbędna do rozpoznania elemen­tu HSE (heat shock response element) w promotorze genu docelowego. Innym istotnym regionem jest domena oligo­meryzacji, odpowiedzialna za utworzenie trimeru Hsf1p [120]. Na N-końcu i C-końcu znajdują się dwie domeny aktywacyjne (AR1 i AR2). W strukturze białka znajduje się również domena regulacji negatywnej (CE2) oraz region CTM, który redukuje aktywność CE2 [116].

Czynnik Hsf1p rozpoznaje element HSE w promotorach genów docelowych. Podstawowa sekwencja elementu HSE składa się z 5 par zasad: NGAAN, jednak typowy element HSE złożony jest z wielokrotnych, sąsiadujących sekwencji w różnych orientacjach (np. 5′ -NGAANNTTCNNGA­AN-3′). Liczba tych sekwencji może się różnić, ale zwykle wynosi od trzech do sześciu. Zmienna może być także licz­ba miejsc HSE oraz odległość między nimi w promotorach genów szoku termicznego. Wszystkie te czynniki mogą wpływać na powinowactwo czynnika transkrypcyjnego do wiązania HSE [26,29].

W komórkach Hsf1p może występować w dwóch kon­formacjach: niskiej aktywności (w warunkach fizjologicz­nych) oraz wysokiej aktywności (w warunkach stresowych). W warunkach fizjologicznych Hsf1p podlega konstytutyw­nej fosforylacji, jednak w odpowiedzi na stres białko to jest hiperfosforylowane, dzięki czemu może osiągnąć aktywną konformację. Hiperfosforylacja indukowana jest różnymi czynnikami stresowymi, takimi jak: szok termiczny, stres oksydacyjny, wysokie pH, obecność salicylanu, głodzenie glukozowe. Zmiana konformacji zwiększa powinowactwo Hsf1p do elementów HSE w promotorach genów szoku termicznego, indukując ich transkrypcję [14,39].

Szok osmotyczny

Zmiany w osmolarności środowiska stwarzają warunki stresowe dla komórki uruchamiając swoiste szlaki meta­boliczne. U drożdży Saccharomyces cerevisiae pod wpływem szoku osmotycznego indukowany jest szlak kinaz MAP (mitogen-activated protein) – HOG (high osmolarity gly­cerol) (ryc. 2).

Ryc. 2. Szlak kinaz MAP HOG w odpowiedzi na szok osmotyczny

W błonie komórkowej drożdży są zlokalizowane dwa biał­ka będące sensorami zmian osmotycznych w środowisku – Sln1p i Sho1p. Sln1p występuje w formie dimeru, któ­ry z błoną komórkową związany jest za pośrednictwem dwóch domen transbłonowych (TMD). W swej struktu­rze Sln1p ma także domenę zewnątrzkomórkową (ECD). Taka konfiguracja reaguje na zmiany ciśnienia turgorowego wywieranego na błonę komórkową oraz zmiany sztywności ściany komórkowej. W warunkach fizjologicznych Sln1p ulega autofosforylacji. Grupa fosforanowa zostaje prze­niesiona z histydyny H576 na kwas asparaginowy D1144. Następnie fosforylacji ulega histydyna H64 białka Ypd1p, a ostateczny etap stanowi fosforylacja kwasu asparaginowe­go w cytoplazmatycznym regulatorze odpowiedzi – Ssk1p.

W warunkach stresu osmotycznego aktywacji ulega kinaza MAP Hog1p. Do tego procesu niezbędna jest obecność nieufosforylowanej postaci Ssk1p. W związku z tym, w tych warunkach aktywność kinazowa Sln1p jest zredukowana. Białko to gromadzi się w błonie komórkowej w postaci nie­ufosforylowanej w specyficznych skupieniach [24,72,106].

Nieufosforylowane białko Ssk1p wiąże się z N-końcowym regionem Ssk2p. Interakcje te są wymagane do autofosfory­lacji i aktywacji kinazy Ssk2p (MAPKKK), która następnie fosforyluje kinazę Pbs2p (MAPKK), aktywującą Hog1p (MAPK) [103].

Drugie białko, będące osmosensorem – Sho1p, ma cztery transbłonowe segmenty oraz C-końcowy region zawierający domenę SH3. Po odebraniu bodźca stresowego przez Sho1p, kinaza MAPKKK (Ste11p) fosforyluje Pbs2p. Za aktywację Ste11p odpowiadają interakcje z kinazami Ste20p/Cla4p. Ufosforylowane białko Pbs2p aktywuje następnie Hog1p w pozycji treonina 174 i tyrozyna 176. W warunkach fizjo­logicznych Hog1p zlokalizowany jest w równych ilościach zarówno w cytoplazmie jak i w jądrze. Fosforylacja indu­kowana stresem osmotycznym skutkuje zwiększoną aku­mulacją Hog1p w jądrze komórkowym i w konsekwencji aktywacją ekspresji genów docelowych [126].

Stres osmotyczny indukuje również zamykanie Fps1p – kanału swoistego dla eksportu glicerolu. Dane wskazują, że regulacja aktywności tego białka nie zależy od żadne­go szlaku przekazywania sygnałów w odpowiedzi na stres osmotyczny [56].

Głównymi celami kinazy MAP Hog1p są Sko1p, Hot1p oraz Msn2p i Msn4p. Sko1p jest czynnikiem transkryp­cyjnym, który w fizjologicznych warunkach hamuje eks­presję genów związanych z odpowiedzią na stres osmo­tyczny przez przyłączanie do promotora genu kompleksu represorowego Tup1p-Ssn6p/Cyc8p. Pod wpływem stresu osmotycznego kompleks ten jest hamowany przez bezpo­średnią fosforylację Sko1p przez Hog1p [107]. Indukuje to ekspresję genów kodujących m.in. Ena1p (pompa Na+ warunkująca tolerancję na sól), Hal1p (cytoplazmatyczne białko zaangażowane w halotolerancję) i Msn2p (czyn­nik transkrypcyjny zaangażowany w ogólną odpowiedź na stres) [97,101]. Hot1p jest czynnikiem transkrypcyjnym kontrolującym ekspresję genów zaangażowanych w syntezę i transport glicerolu (np. GPD1, GPP2). Hot1p wchodzi w interakcje z Hog1p, które umożliwiają przyłączenie ki­nazy MAP do promotorów genów docelowych dla Hot1p. Od tych interakcji zależy przyłączenie polimerazy RNA II do promotorów i indukcja ekspresji genów odpowiedzi na stres [1].

Głównym osmoprotektantem jest glicerol, w którego syn­tezę zaangażowane są głównie białka Gpd1p i Gpp2p. Gpd1p to dehydrogenza fosforanu 3-glicerolu zależna od NAD, a Gpp2p jest jedną z fosfataz DL-fosforanu-3-gli­cerolu. Wytwarzanie obu tych białek jest znacznie zwięk­szone pod wpływem szoku osmotycznego [95]. Jednocze­śnie zamknięciu ulega kanał Fps1p, eksportujący glicerol. Fps1p jest białkiem błony komórkowej mającym 6 domen transbłonowych i należącym do rodziny MIP (membrane intrinsic proteins). Mechanizmy te mają na celu akumulację glicerolu w komórce, co skutkuje wyrównaniem osmolar­ności wewnątrz i na zewnątrz komórki. Chroni to komórkę przed potencjalnymi uszkodzeniami związanymi ze zwięk­szonym ciśnieniem osmotycznym [11,75]. Ponadto glicerol stanowi źródło węgla i jest prekursorem lipidów odgrywa­jących rolę w przekazywaniu sygnałów [124].

Stres oksydacyjny

Metabolizm tlenowy generuje powstawanie reaktywnych form tlenu (ROS) w komórce, takich jak nadtlenek wodo­ru, rodniki hydroksylowe czy anionorodnik ponadtlenkowy. Czynniki te prowadzą w sposób pośredni lub bezpośred­ni do uszkodzeń DNA, lipidów i białek. W komórkach muszą więc istnieć mechanizmy utrzymania równowagi między powstawaniem a unieczynnieniem ROS. Wiele badań dotyczących tych mechanizmów prowadzonych jest na drożdżach z wykorzystaniem H₂O₂ jako czynnika generującego stres oksydacyjny dla komórek. Wykazują one zmiany w ekspresji ponad 160 białek pod wpływem nadtlenku wodoru. Ekspresja genów kodujących te białka kontrolowana jest przez kilka czynników transkrypcyjnych, głównie Yap1p i Skn7p, ale również przez Msn2/4p [43].

Do genów indukowanych pod wpływem stresu oksyda­cyjnego należą geny kodujące białka o własnościach wy­chwytujących wolne rodniki oraz białka opiekuńcze (Hsp). Zmianom ulega także metabolizm węglowodanów – spo­wolnienie glikolizy przez represję genów kodujących de­hydrogenazę aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Indukowany jest również szlak pentozowy, na co wskazuje zwiększona ekspresja genów PGM2 (fosfoglukomutaza), ZWF1 (de­hydrogenaza glukozo-6-fosforanu), TKL1/2 (transketola­zy), TAL1 (transaldolaza) i UGP1 (pirofosforylaza UDP­-glukozy). Zwiększeniu ulega także wytwarzanie trehalozy przez TPS1 (syntaza trehalozo-6-fosforanu) [22].

Indukcji ulega również ekspresja genów kodujących białka zaangażowane w utrzymanie homeostazy redoks w ko­mórce. Jednym z nich jest system tioredoksyny, który skła­da się z tioredoksyny (Trx), reduktazy tioredoksyny (Trr) i NADPH. U drożdży występują dwa takie systemy: Trx1p, Trx2p i Trr1p w cytoplazmie oraz Trx3p i Trr2p w mito­chondriach. Tioredoksyna zawiera w centrum aktywnym konserwatywną sekwencję zawierającą cysteiny. Gdy jest w postaci zredukowanej grupa ditiolowa w miejscu ak­tywnym katalizuje redukcję wiązań disiarczkowych wielu białek [88,136].

W sposób podobny do systemu tioredoksyn działa system glutaredoksyn. Istnieją dwie podrodziny tego systemu za­leżnie od ilości cystein w miejscu aktywnym. Pierwsza z nich chroni komórkę przeciwko H₂O₂ (Grx2p) i anio­norodnikom ponadtlenkowym (Grx1p). Druga podrodzi­na grupuje trzy dodatkowe białka Grx3p, Grx4p i Grx5p. Ostatnie z nich odgrywa szczególnie ważną rolę w ochronie komórki przed zniszczeniami wywołanymi nadtlenkiem wodoru i menadionem [69].

Dysmutaza nadtlenkowa (SOD) katalizuje reakcję prze­miany dwóch cząsteczek O₂•^– do H₂O₂ i tlenu cząsteczko­wego. Enzym ten jest metaloproteiną i odgrywa ważną rolę w ochronie przed uszkodzeniami spowodowanymi stresem oksydacyjnym. Większość organizmów eukariotycznych syntetyzuje dwie różne postaci tego enzymu: Sod1p za­wierającą cynk i miedź i znajdującą się głównie w cyto­plazmie (niekiedy umiejscawia się też w mitochondrialnej przestrzeni międzybłonowej) oraz mitochondrialną Sod2p zawierającą mangan [52,73].

W ochronie komórki przed uszkodzeniami spowodowa­nymi reaktywnymi formami tlenu biorą udział także ka­talazy. Są to enzymy rozkładające nadtlenek wodoru do tlenu cząsteczkowego i wody. U drożdży występują dwie katalazy. Cytoplazmatyczna katalaza kodowana jest przez gen CTT1. Jego ekspresja indukowana jest różnymi czyn­nikami stresowymi, ponieważ w promotorze genu znajduje się kilka sekwencji regulatorowych rozpoznawanych przez różne czynniki (Yap1p, Msn2p, Hog1p). Drugą katalazę obecną w peroksysomach koduje gen CTA1. Enzym ten usuwa nadtlenek wodoru powstały z beta-oksydacji kwa­sów tłuszczowych [51].

Ważnym naturalnym antyoksydantem w komórce jest glu­tation. W postaci zredukowanej (GSH) dzięki wolnej grupie tiolowej służy do redukcji nadtlenku wodoru oraz wychwy­tuje reaktywne czynniki elektrofilowe, chroniąc komórkę przed uszkodzeniem ze strony toksyn. Podczas stresu oksy­dacyjnego wytwarzane są duże ilości utlenionego glutatio­nu (GSSG), które najprawdopodobniej przenoszone są do wakuoli lub redukowane przez reduktazę glutationu [104]. Glutation chroni także białka przed utlenieniem dzięki glu­tationylacji (formowaniu wiązań disiarczkowych między grupą tiolową białka i glutationem) [30]. Za pośrednictwem Yap1p, w warunkach stresu oksydacyjnego, indukowana jest ekspresja genów syntezy glutationu – GSH1 (syntaza gam­ma-glutanylocysteiny), GSH2 (syntaza glutationu) [35,146]. Największą jego zawartość obserwuje się w mitochondriach, cytosolu oraz jądrze komórkowym, gdzie prawdopodobnie odgrywa istotną rolę we wzroście i rozwoju komórek, a także chroni je przed reaktywnymi formami tlenu [149].

Regulacja odpowiedzi na stres oksydacyjny

U drożdży głównym mechanizmem regulacji odpowiedzi na stres oksydacyjny jest sieć YAP. Czynniki transkrypcyjne tej sieci należą do rodziny białek AP-1 i mają charaktery­styczną domenę zamka leucynowego. Scharakteryzowano osiem czynników transkrypcyjnych Yap1-Yap8p. Czynniki te wiążą się do swoistej sekwencji ARE (AP-1 recognition element) – TTGACTCA, w promotorach genów doce­lowych [25]. Najlepiej poznanym czynnikiem jest Yap1p. Odgrywa on główną rolę w odpowiedzi komórki na stres oksydacyjny oraz pośredniczy w oporności wielolekowej. Głównymi genami regulowanymi przez Yap1p są TRX2 (tioredoksyna), TRR1 (reduktaza tioredoksyny), TSA1 (pe­roksydaza tioredoksyny), GSH1 (syntaza glutamylocyste­iny), GSH2 (syntaza glutationu), GPX2 (peroksydaza gluta­tionu) i GLR1 (reduktaza glutationu). Wykazano również, że Yap1p aktywuje ekspresję kilku transporterów: YCF1, SNQ2, PDR5 (ABC) oraz ATR1, FLR1 (MFS) [10,58,93].

Regulacja ekspresji genów przez Yap1p odbywa się na poziomie lokalizacji komórkowej. Yap1p w warunkach fizjologicznych znajduje się w cytoplazmie. Aby związał się z promotorem genów docelowych musi ulec akumu­lacji jądrowej. W warunkach fizjologicznych Yap1p jest utrzymywany w cytoplazmie na stałym poziomie, dzię­ki aktywności Crm1p (eksportyna), która rozpoznaje re­gion NES (nuclear export signal) znajdujący się na końcu karboksylowym w domenie CRD (cysteine rich domain). W strukturze Yap1p występują dwie domeny CRD zlo­kalizowane na N-końcu i na C-końcu. Wysokie stężenie oksydantów powoduje utlenienie domeny CRD przez pe­roksydazę zależną od glutationu Gpx3p, co jest sygnałem stresu oksydacyjnego. Indukuje to powstanie dwóch wią­zań disiarczkowych między cysteinami w domenie CRD. Zmiana konformacji białka maskuje region NES i dzięki temu umożliwia jego akumulację w jądrze [5,37].

W akumulację jądrową zaangażowane są dwa mechani­zmy zależne od induktora. Jeden z nich to ROS (nadtle­nek wodoru i anionorodnik ponadtlenkowy), w którym za aktywację odpowiada utworzenie wiązań disiarczkowych między cysteinami w domenach N-końcowej i C-końco­wej (Cys303-Cys598, Cys310-Cys629). Dzięki tym zmia­nom maskowany jest element NES, co promuje akumulację w jądrze. Drugi mechanizm indukowany jest diamidami i jonami metali ciężkich (selen, kadm, rtęć) oraz benomy­lem. Nie wykazano w tym wypadku wiązań między obiema domenami, jedynie wiązania disiarczkowe między trzema resztami cysteiny w domenie C-CRD (Cys598, Cys620 i Cys629) – w odpowiedzi na diamid oraz modyfikacje cystein domeny C-CRD w odpowiedzi na jony metali ciężkich. Nie wiadomo jednak jak ten mechanizm wpływa na blokowanie wiązania Yap1p-Crm1p [4,64].

Powrót do warunków fizjologicznych skutkuje eksportem Yap1p z jądra i ponowną akumulacją w cytoplazmie. Proces ten regulowany jest przez negatywne sprzężenie zwrot­ne systemu tioredoksyny. Gdy stężenie ROS jest wysokie Yap1p aktywuje ekspresję wielu antyoksydantów, m.in. sys­temu tioredoksyny. Gdy poziom wolnych rodników spada obecność Yap1p w jądrze nie jest konieczna. Tioredoksy­ny redukują wiązania disiarczkowe powstałe w czynniku Yap1p podczas stresu, co skutkuje odsłonięciem regionu NES i eksportem z jądra do cytoplazmy przez eksportynę Crm1p [4,83].

Do rodziny yAP należą także inne czynniki transkrypcyj­ne. Yap2p wykazuje dużą homologię z Yap1p. Mechanizm jego aktywacji jest taki sam jak w przypadku aktywacji Yap1p. Gen YAP2 został zidentyfikowany jako nadający oporność na metale i stres chemiczny, gdy jego ekspresja jest zwiększona, jednak dokładna rola w tym procesie nie została potwierdzona [4].

YAP4 koduje czynnik transkrypcyjny, który początkowo scharakteryzowano u mutantów z brakiem stabilności chromosomów, dlatego nazwano go Cin5p. Jego nade­kspresja zwiększa tolerancję komórki na sole oraz warun­kuje oporność na leki antymalaryczne i cisplatynę. Dalsze badania wykazały, że YAP4 indukowany jest także inny­mi czynnikami stresowymi m.in. stresem oksydacyjnym i szokiem osmotycznym. W promotorze genu YAP4 znaj­duje się element STRE, co wskazuje na jego aktywację przez czynniki transkrypcyjne ogólnej odpowiedzi na stres – Msn2/4p. Dane wskazują również na obecność Yap4p w szlaku HOG, gdyż jego nadekspresja częściowo odwra­cała fenotyp wrażliwości na sól u mutantów hog1. Ponadto ekspresja genów biorących udział w syntezie glicerolu jest częściowo zależna od Yap4p w warunkach szoku osmo­tycznego [27,90].

Yap5p jest jedynym czynnikiem, który bierze udział w ho­meostazie żelazowej w komórkach drożdży. Dane wskazu­ją, że Yap5p jest odpowiedzialny za indukcję CCC1, który koduje białko transportujące żelazo do wakuoli. CCC1 ma dwa miejsca ARE, jednak Yap5p rozpoznaje tylko jed­no z nich. Ponadto wykazano także, że Yap5p indukuje ekspresję TYW1, co skutkuje obniżeniem poziomu żelaza w cytoplazmie [68,69].

Yap6p podobnie jak Yap4p warunkuje tolerancję na sole: sód i lit. Ponadto sugeruje się jego rolę w regulacji ekspresji genów metabolizmu węglowodanów [84].

Inny czynnik transkrypcyjny – Yap8p (Arr1p) nadaje ko­mórkom oporność na arsen, dzięki zwiększaniu ekspresji ACR2 i ACR3 indukowanej arsenem. Yap8p wiąże się do pseudopalindromowej sekwencji TGATTAATAATCA i aktywuje ekspresję ACR3, którego produkt aktywnie usu­wa arsen z komórki [148].

W genomie drożdżowym zidentyfikowano również czyn­nik Yap3p, który rozpoznaje miejsca ARE z niższą wydaj­nością niż pozostałe białka. Na XV chromosomie zloka­lizowano także YAP7, kodujący przypuszczalny czynnik transkrypcyjny [25].

Oporność drożdży na metale

Toksyczne metaloidy, takie jak arsen i antymon występu­ją powszechnie w środowisku. Mechanizmy tolerancji na obecność tych substancji obejmują eksport metaloidów przez systemy transportu oraz kontrolę importu do ko­mórki. U drożdży występuje kilka transporterów uczest­niczących w pobieraniu lub wyrzucie arsenu i antymonu. Zidentyfikowano dwa mechanizmy pobierania metaloidów. Jednym z nich jest system transportu fosforanów, w który zaangażowane są białka Pho84p (transporter) oraz białka związane z Pho84p – Pho87p i Pho88p. Mutacje w genach kodujących te białka zwiększają tolerancję na obecność arsenu w środowisku. Inne badania wskazują, że wzrost tolerancji może być także związany z mutacjami w genie PHO86, kodującym białko transportujące Pho84p z reti­kulum endoplazmatycznego do aparatu Golgiego. W inny szlak importu zaangażowane jest białko Fps1p. Jest to kanał glicerolowy, należący do rodziny MIP. Redukcja aktywności Fps1p zmniejsza pobieranie do komórek drożdży arsenu i antymonu, jednak nadekspresja FPS1 powodowała wzrost tolerancji na arsen, co wskazuje na dwukierunkowy trans­port tego metalu przez Fps1p i jego rolę w detoksykacji komórki z arsenu [78,129].

Usuwanie metaloidów z komórki również może się odby­wać dwiema drogami. Gen ACR3 koduje błonowy trans­porter arsenu (III) i (V). Inne dane wskazują, że jego na­dekspresja powoduje także oporność na antymon [148]. Drugie białko zaangażowane w detoksykację komórki z arsenu to Ycf1p. Jest to transporter należący do rodziny ABC zlokalizowany w błonie wakuolarnej, który transpor­tuje substraty w postaci koniugatów glutationowych. Poza tolerancją na arsen, Ycf1p jest zaangażowany także w de­toksykację de­toksykację komórki z innych toksycznych metali, takich jak rtęć czy kadm [36,85]. Ważnym czynnikiem biorącym udział w detoksykacji komórki z jonów kadmu jest też sys­tem tioredoksyn oraz glutation, ponieważ po ekspozycji na kadm większość zasymilowanej siarki przekształcana była przez komórkę w glutation [141]. Wykazano również, że w obecności rtęci indukowana jest (za pośrednictwem Yap1p) ekspresja genów syntezy glutationu [35].

Obecność arsenu i antymonu w środowisku indukuje także ekspresję genów zaangażowanych w odpowiedź na róż­ne warunki stresowe: CTT1 (katalaza cytoplazmatyczna), HSP12 i HSP104 (białka szoku termicznego). W kontroli ekspresji genów zaangażowanych w detoksykację komórki z metalodiów bierze udział Yap1p. Reguluje on transkryp­cję genów YCF1 i ACR3. Wykazano również, że ekspresja ACR3 jest także pod kontrolą Yap8p [148].

Istotną rolę w tolerancji na metale odgrywają białka wiążą­ce metale. Metalotioeniny (MT) to klasa niskocząsteczko­wych białek bogatych w cysteinę. Białka te działają w od­powiedzi na różnego rodzaju bodźce stresowe (obecność metali, hormonów, interleukin, stres oksydacyjny). Do tej grupy należy białko Cup1p, które bezpośrednio wiąże me­tale, takie jak kadm i miedź. Ulega aktywacji w odpowiedzi na miedź poprzez elementy powtórzeniowe w promotorze (UAS_CUP1), do których wiąże się czynnik transkrypcyjny Ace1p aktywowany miedzią. Dzięki wiązaniom tiolowym w cysteinach Ace1p wiąże miedź i formuje białko aktywne Cu-Ace1p, które z kolei wiążę cztery niezależne miejsca w UAS_CUP1 i aktywuje ekspresję CUP1. CUP1 może być również aktywowane przez czynnik Hsf1p w odpowiedzi na szok termiczny [128].

Homeostaza żelazowa regulowana jest przez czynni­ki transkrypcyjne Atf1/2p. Geny docelowe tych czynni­ków mają w promotorach element odpowiedzi na żelazo (5′-CACCC-3′), a regulacja ich ekspresji odbywa się na poziomie lokalizacji subkomórkowej. Z kolei odpowiedź komórki na brak lub nadmiar cynku w środowisku jest zależna od czynnika transkrypcyjnego Zap1p, który kon­troluje m.in. ekspresję transporterów błonowych (ZRT1, ZRT2), pobierających cynk do wnętrza komórki [111]

Oporność drożdży na inhibitory wzrostu

Transportery ABC

Transportery ABC (ATP-binding cassette) to duża grupa białek występująca powszechnie u organizmów prokario­tycznych i eukariotycznych. Białka te są umiejscowione zarówno w błonie komórkowej, wakuolarnej, mitochon­drialnej, peroksysomów jak i w cytoplazmie [8]. Białka należące do rodziny transporterów ABC mają konserwa­tywną strukturę. Główna domena białka składa się z dwóch homologicznych części, z których każda zawiera domenę transmembranową (TMD) z kilkoma (zwykle sześcioma) α-helisami oplatającymi błonę oraz domenę wiążącą ATP (NBD). Domena NBD łączy hydrolizę ATP z transportem substratu i może być zlokalizowana C- lub N-terminalnie w stosunku do TMD. Hydroliza ATP jest kluczową ak­tywnością białek ABC (ryc. 3). Każda domena NBD ma długość około 200 aminokwasów i ma kilka konserwatyw­nych regionów. Należą do nich motywy Walker A i Wal­ker B (oddzielone 90-120 aminokwasami) oraz region sy­gnaturowy z sekwencją konsensusową LeuSerGlyGlyGln (sygnatura ABC, motyw C) leżący tuż przed motywem Walker B. Struktura krystalograficzna bakteryjnych trans­porterów ABC wskazała, że obie domeny NBD wchodzą ze sobą w interakcje (motywy Walker A i B jednej do­meny reagują z motywem C drugiej domeny). Niektóre białka ABC nie mają domen transbłonowych. Białka te nie uczestniczą w transporcie, ale łączą hydrolizę ATP z innymi procesami komórkowymi, np. naprawą DNA czy translacją białek [98,112].

Ryc. 3. Schemat budowy transporterów MFS i ABC

Badania dotyczące funkcjonowania transporterów ABC są ważne w medycynie, ponieważ warunkują one oporność mikroorganizmów na antybiotyki i związki grzybobójcze. Innym ważnym zagadnieniem jest oporność komórek no­wotworowych na chemioterapię, warunkowana nadekspre­sją MDR1 kodującego glikoproteinę-P [8]. Zrozumienie mechanizmu aktywności i regulacji transporterów ABC jest niezwykle ważne w związku z coraz częściej pojawia­jącym się zjawiskiem lekooporności wśród organizmów. Drożdże S. cerevisiae, m.in. ze względu na wysoką homo­logię z ludzkimi genami, są doskonałym modelem badań białek rodziny ABC.

Główną rolą transporterów ABC jest eksport różnego ro­dzaju substancji: leki przeciwnowotworowe, substancje cy­totoksyczne, fungicydy, antybiotyki i inne ksenobiotyki. Przeważnie transport ten jest nieswoisty i substratem dla danej pompy może być wiele różnych inhibitorów wzro­stu, co stwarza ryzyko wystąpienia oporności wieloleko­wej (MDR).

Klasyfikacja transporterów ABC obejmuje 6 podrodzin: PDR, MDR, ALDP, MRP/CFTR, YEF3, RLI.

Oporność wielolekowa drożdży przypisywana jest głównie aktywności białek należących do rodziny PDR (pleiotropic drug resistance). Białka te tworzą swoistą sieć podlegają­cą ścisłej regulacji. Do rodziny PDR należą białka: Pdr5p, Pdr10p, Pdr15p, Pdr11p, Pdr12p, Snq2p, Pdr18p, Pdr16p, Pdr17p, Aus1p. Najlepiej poznanymi transporterami są Pdr5p i Snq2p, umiejscowione w błonie komórkowej i ma­jące szeroki zakres substratowy (antybiotyki, fungicydy, detergenty, jonofory, hormony steroidowe i leki antyno­wotworowe) [6,7,78]. Pdr5p funkcjonuje jako homodimer i poza wielolekoopornością bierze także udział w eksporcie kationów, translokacji lipidów i quorum sensing [47,59].

Bliskim homologiem Pdr5p jest Snq2p, które zostało scha­rakteryzowane jako nadające komórce oporność na N-tle­nek-4-nitrochinoliny (4NQO). W późniejszych badaniach wykazano, że nadekspresja genu kodującego to białko po­woduje oporność także na wiele innych związków. Ponadto, podobnie jak Pdr5p, Snq2p zaangażowane jest w transport kationów i quorum sensing [47,87,122].

Innymi bliskimi homologami Pdr5p są transportery Pdr10p i Pdr15p. Aktywność transportera Pdr15p jest silnie indukowana przez różne czynniki stresowe, m.in. stres osmotyczny, szok termiczny, niskie pH, głodzenie i obecność słabych kwasów. Białko to bierze udział w de­toksykacji komórki podczas stresu metabolicznego [145]. Pdr10p odpowiedzialny jest m.in. za utrzymanie prawi­dłowego rozmieszczenia i funkcji kilku białek (np. syntazy chityny Chs3p). Wykazano także, że Pdr10p wpływa na dystrybucję innego członka podrodziny PDR – Pdr12p. Transporter ten nadaje komórce oporność na słabe kwasy organiczne. Wykazano, że do substratów Pdr12p należą środki stosowane do konserwacji żywności (kwas benzo­esowy, kwas sorbowy, kwas propionowy) oraz kwasy orga­niczne powstające w komórce (C3-C7) [34,45,109]. Po­zostałe białka PDR nie zostały dokładnie poznane. Dane literaturowe sugerują, że Aus1p i Pdr11p biorą udział w transporcie steroli, jednak dokładny mechanizm ich działania nie jest znany [81,144]. Białka Pdr16p i Pdr17p biorą udział w transporcie fosfolipidów. Transporter ten jest zaangażowany w tolerancję na leki azolowe, ponie­waż delecja PDR16 skutkowała hiperwrażliwością na tę grupę związków. Delecja PDR17 nie wpływała na stopień wrażliwości komórki na leki, jednak podwójne mutanty Δpdr16Δpdr17 wykazują hiperwrażliwość na różnorodne inhibitory wzrostu [121,139].

Transportery MFS

Drugą rodziną transporterów u drożdży są pompy MFS (major facilitator superfamily). Białka te są umiejscowione w błonie komórkowej. Transportują substraty z komórki dzięki energii, którą uzyskują z gradientu protonów po obu stronach błony komórkowej. Eksport substratu najczęściej odbywa się na zasadzie symportu z jednoczesnym wypły­wem jonów H⁺ lub Na⁺ lub antyportu z jednoczesnym ich wypływem (ryc. 3). Ze względu na liczbę transbłonowych domen TMD dzielimy je na 12- i 14- transbłonowe. Biał­ka te katalizują transport chemioterapeutyków, ale również intermediatów cyklu Krebsa, oligosacharydów i innych sub­stancji endogennych [114].

U drożdży S. cerevisiae występują dwie podrodziny trans­porterów MFS. Do pierwszej z nich: DHA1 należą takie białka jak Qdr1p-Qdr3p, Aqr1p, Flr1p, Dtr1p, Tpo1-4p [113].

Qdr1p i Qdr2p są homologami i odpowiadają za usuwa­nie z komórki chinidyny i barbanu. Do substratów Qdr1p należą także związki azolowe: flukonazol i ketokonazol, natomiast Qdr2p chroni komórkę przed lekami antyno­wotworowymi (cisplatyną i bleomycyną). Podobne spek­trum substratowe ma Qdr3p, homolog Qdr1p i Qdr2p [91,135,140]. Kolejnym transporterem należącym do tej rodziny jest Aqr1p, który nadaje komórce oporność na chinidynę i krótkołańcuchowe kwasy monokarboksylowe. Jest on także determinantą tolerancji na ketokonazol i fiolet krystaliczny [132]. Do substratów Flr1p należą fungicydy: benomyl i mankozeb, metotreksat (lek antynowotworo­wy), 4-NQO, flukonazol i cykloheksymid [13,130]. Białka Tpo1-4p warunkują oporność na toksyczne stężenie polia­mid (np. spermina, spermidyna). Substratami dla Tpo1p są leki antymalaryczne, herbicydy czy fungicydy, natomiast Tpo2p i Tpo3p są zaangażowane w tolerancję komórki na kwas propionowy i octowy [113].

Drugą rodziną transporterów MFS jest DHA2. Należą do niej trzy białka: Atr1p, Azr1p i Sge1p. Transporter Atr1p pośredniczy w usuwaniu m.in. 4-NQO, aminotriazolu i związków cyny. Ponadto wykazano, że ATR1 warunkuje oporność na bor [57]. Nadekspresja genu AZR1 nadaje komórce oporność na takie związki, jak kwas propionowy, fiolet krystaliczny, ketokonazol, flukonazol i polimyksynę B, natomiast białko Sge1p transportuje z komórki barwniki (np. fiolet krystaliczny, bromek etydyny) [50,133].

Usuwanie substancji toksycznych znajdujących się w śro­dowisku jest jedną z funkcji transporterów MFS, jednak ich fizjologiczna rola prawdopodobnie nie jest związana z eksportem leków. Wykazano, że zwiększona ekspresja białka Qdr2p pełni istotną rolę w utrzymaniu odpowied­niego poziomu jonów potasu, natomiast Aqr1p pośredniczy w eksporcie niektórych aminokwasów (m.in. homoseryny i treoniny). Inne białko, Dtr1p bierze udział w dojrzewa­niu ściany komórkowej spor [113]. Białka Tpo1p-Tpo4p odpowiadają za transport poliamin. Wykazano, że ich na­dekspresja redukowała toksyczność wywoływaną przez poliaminy i indukowała ich akumulację w wakuoli [138].

Regulacja oporności wielolekowej

Oporność wielolekowa u drożdży zależy od ekspresji wielu genów tworzących swoistą sieć, która znajduje się pod kon­trolą czynników transkrypcyjnych. Najlepiej scharakteryzo­wanymi czynnikami są Pdr1p i Pdr3p. Białka te należą do rodziny czynników transkrypcyjnych GAL4, zawierających w swej strukturze N-końcowy motyw palca cynkowego Zn₂Cys₆ wiążący DNA. Oba te czynniki wiążą się do tej samej sekwencji PDRE (Pdr1p/Pdr3p response element), obecną w różnej liczbie i kombinacjach w promotorach genów docelowych. Domena palca cynkowego rozpoznaje triplety CGG w miejscu PDRE, co umożliwia związanie czynników transkrypcyjnych. PDRE tworzy sekwencja palindromowa 5′-TCCGCGGA-3′, jednak Pdr1p i Pdr3p tolerują niektóre pojedyncze zmiany zasad w tej sekwencji i nie wykazują zaburzeń w wiązaniu [55,61].

Czynniki Pdr1p i Pdr3p zawierają w swej strukturze tzw. domeny aktywacyjne (AR). Mutacje zachodzące w tych domenach powodują zwiększenie aktywności tych czynni­ków (np. pdr1-8, pdr1-10, pdr1-12). Niektóre spontanicz­ne mutacje w genach kodujących czynniki Pdr1p i Pdr3p, zwiększają aktywację transkrypcji genów docelowych, na­dając fenotyp oporności wielolekowej. Pojedyncze mutacje punktowe w locus PDR1 (pdr1-2, pdr1-3, pdr1-6, pdr1-7, pdr1-8) zwiększają poziom mRNA genów docelowych (PDR5, SNQ2, YOR1, PDR10, PDR15, PDR16). Mutacje w locus PDR3 – pdr3-2 do pdr3-10 powodowały zwięk­szoną ekspresję PDR5, SNQ2, PDR15, PDR10 i PDR3. Mutacje pdr1 i pdr3 skutkują nie tylko fenotypem wielo­lekowej oporności. Wykazano, że mutanty pdr1-2 są nie­zdolne do wzrostu pod wpływem stresu osmotycznego, termicznego i podwyższonego pH, natomiast pdr3-11 nie wykazuje wzrostu na podłożu z mleczanem lub glicerolem/ etanolem, pdr1-11 jest temperaturowrażliwy. Pod kontro­lą transkrypcyjną Pdr1p/Pdr3p znajduje się wiele genów. Należą do nich geny kodujące m.in. transportery ABC: Pdr5p, Pdr10p, Pdr15p, Snq2p, Yor1p oraz transporter MFS Tpo1p [20]. Co więcej, Pdr1p/Pdr3p aktywuje eks­presję genów kodujących białka zaangażowane w odpo­wiedź na stres (ograniczenie składników odżywczych, stres osmotyczny, uszkodzenia DNA) [61,105].

W regulację białek Pdr zaangażowane są także inne czyn­niki transkrypcyjne. Ekspresja SNQ2 regulowana jest do­datkowo przez czynnik Yrr1p i Stb5p. Natomiast PDR15 ma w promotorze sekwencję STRE rozpoznawaną przez Msn2/4p. Swoitym czynnikiem transkrypcyjnym jest War1p. Białko to aktywuje ekspresję PDR12 w odpowie­dzi na obecność słabych kwasów organicznych. War1p jest konstytutywnie związany z promotorem PDR12 w miej­scu WARE. Aniony powstałe po dysocjacji kwasów orga­nicznych w komórce pośrednio lub bezpośrednio aktywują War1p, który ulega nagłej fosforylacji, co skutkuje aktywa­cją ekspresji PDR12 [63, 66,145].

Pdr1p jest potranslacyjnie modyfikowany przez Pdr13p, który należy do rodziny białek Hsp70p. Pdr13p reguluje funkcje Pdr1p, ale nie wykazano wpływu na aktywność Pdr3p. Dane wskazują także na korelację PDR13 z sys­temem ogólnej odpowiedzi na stres. Delecja PDR13 in­dukowała ekspresję kilku genów będących pod kontrolą czynników Msn2/4p (CTT1, HSP12, CUP1) [41].

W regulacji ekspresji genów oporności wielolekowej bierze udział czynnik Yap1p. W promotorach genów kodujących niektóre transportery MFS znajdują się elementy rozpo­znawane i wiązane przez Yap1p (ARE). FLR1 ma trzy miejsca ARE, jednak eliminacja ARE3 prawie całkowicie redukuje funkcje Flr1p. Innym transporterem kontrolowa­nym przez Yap1p jest Atr1p. Ekspresja ATR1 zależna jest również od czynnika Gcn4p, natomiast w regulację FLR1 zaangażowany jest także czynnik Yrr1p [18,130].

Yap1p jest zaangażowany w aktywację niektórych białek Pdr, co wskazuje na interakcje dwóch dużych sieci genów: PDR i YAP u drożdży. PDR5 i SNQ2 mają w swoim pro­motorze zarówno miejsca PDRE jak i ARE. Obecność funkcjonalnego YAP1 wymagana jest do ekspresji SNQ2 stymulowanej stresem. Wykazano, że Yap1p przyczynia się do oporności na 4-NQO i diazarborynę przez oddziaływa­nie na geny kodujące transportery PDR i MFS. Spekuluje się jednak, że w oporność wielolekową zależną od Yap1p zaangażowane są raczej pośrednie interakcje tego czynni­ka z Pdr1p i Pdr3p, prawdopodobnie interakcje z białkiem represorowym dla Pdr1/Pdr3p (np. Ngg1p) [38,82,86].

Inne mechanizmy oporności drożdży na leki

Stosowanie na szeroką skalę związków przeciwgrzybicz­nych, takich jak azole, polieny, allylaminy oraz echinokan­dyny stwarza problem narastającej oporności na te leki. Mechanizm ich działania na komórkę drożdży jest róż­norodny.

Celem działania niektórych związków może być ergoste­rol błony komórkowej, który reguluje jej płynność, asyme­trię i integralność. Azole są inhibitorami 14α-demetylazy lanosterolu (Erg11p), która jest enzymem cytochromu P450 i zawiera hem w centrum aktywnym. Ich aktywność związana jest z obecnością w cząsteczce leku niezwiąza­nego azotu, który oddziałuje z żelazem zawartym w he­mie, zapobiegając aktywacji tlenu, która jest konieczna do biosyntezy ergosterolu. Skutkiem zahamowania Erg11p jest gromadzenie się w błonie komórkowej intermediatów, takich jak lanosterol, 4,14-dimetylozymosterol i 2,4-me­tylenodihydrolanosterol (zamiast ergosterolu). Prowa­dzi to do zmiany funkcji i struktury błony komórkowej drożdży. Mechanizm oporności na azole jest związany z modyfikacjami 14α-demetylazy lanosterolu. Wysokie stężenie leków azolowych w środowisku indukuje muta­cje punktowe w genie ERG11, co prowadzi do powstania zmodyfikowanego produktu białkowego o zmniejszonym powinowactwie do leku. Tak na przykład mutacja punk­towa w ERG11 (w pozycji 467 arginina na lizynę) powo­duje zmianę strukturalną i funkcjonalną enzymu, z kolei mutacje w miejscu aktywnym (w pozycji 315 treonina na cysteinę oraz w pozycji 310 kwas asparaginowy na glicynę) skutkują redukcją aktywności enzymu i obniże­niem powinowactwa do azoli (flukonazol) [142]. Innym mechanizmem oporności na te związki jest nadekspresja ERG11, która skutkuje zwiększoną syntezą ergosterolu w komórce [62]. Wykazano także, że zmiany molekularne w obrębie genu ERG3 skutkują opornością drożdży na leki azolowe. ERG3 koduje desaturazę C-5 sterolu, enzym szlaku biosyntezy ergosterolu. Defekty w Erg3p powodo­wały akumulację prekursorów ergosterolu, co powodowało oporność komórek na flukonazol [49].

Inną grupą związków przeciwgrzybicznych są polieny (amfoterycyna B, nystatyna). Leki te mają charakter am­fifilowy i wbudowują się w błonę komórkową wchodząc w interakcje z ergosterolem. Skutkuje to powstawaniem porów w błonie komórkowej i wypływem jonów i innych składników z komórki. Oporność na te związki związana jest z zastąpieniem ergosterolu pochodnymi sterolowymi (3-hydroksysterol lub 3-oksysterol). Innym mechanizmem obrony przed polienami jest obniżenie poziomu ergosterolu w błonie komórkowej. Sugeruje się także, że zwiększona aktywność katalazy obniża oksydacyjny efekt tych leków i nadaje komórkom tolerancję [118].

Kolejną klasą leków przeciwgrzybicznych działających na syntezę ergosterolu są allylaminy (terbinafina). Hamują one enzym Erg1p – epoksydazę skwalenu, działający w począt­kowym etapie biosyntezy ergosterolu. W wyniku inhibi­cji Erg1p dochodzi do nagromadzenia skwalenu, którego nadmierna ilość prowadzi do wzrostu przepuszczalności błony. Postaci oporne wśród mikroorganizmów są rzadko spotykane w środowisku. Mutageneza drożdży S. cerevisiae wykazała kilka substytucji w ERG1, które przyczyniają się do oporności na terbinafinę. Większość z nich nie była jednak zlokalizowane w domenie będącej miejscem aktyw­nym enzymu, ale w pobliżu C-końca, który uważany jest za miejsce interakcji leku z enzymem [60,65].

Echinokandyny to grupa związków hamująca syntezę glukanu przez blokowanie aktywności enzymu, synta­zy 1,3β-D-glukanu. Do oporności na ten związek może dojść w wyniku mutacji w genie FKS1, kodujacego synte­zę 1,3β-D-glukanu, co prowadzi do powstania zmienio­nego produktu białkowego o niższym powinowactwie do leku [100].

Celem działania leków przeciwgrzybicznych (antymeta­bolity – 5-fluorocytozyna) może być także synteza kwa­sów nukleinowych. 5-fluorocytozyna jest pobierana za pomocą permeazy cytozynowej do cytoplazmy komórki, gdzie ulega redukcji do fluorouracylu przez enzym de­aminazę cytozynową. Fluorouracyl wbudowuje się do RNA blokując syntezę białka w komórce drożdży. 5-flu­orocytozyna może również być przekształcona w fluoro­deoksyurydynę i zaburzać syntezę DNA, co prowadzi do nieprawidłowego podziału komórek drożdży. Opor­ność na ten związek może być związana ze zmniejszo­nym wytwarzaniem permeazy lub brakiem deaminazy cytozynowej [95].

W toku ewolucji drobnoustroje nabyły oporność na różne klasy inhibitorów wzrostu (np. aktywny wyrzut leku przez pompy ABC i MFS lub zmiana składu lipidowego błony komórkowej). Badania dotyczące tych mechanizmów są bardzo istotne w zwalczaniu mikroorganizmów, zwłaszcza chorobotwórczych. W tym celu prowadzone są intensywne badania nad syntezą nowych związków hamujących wzrost drobnoustrojów, co zapewni skuteczną terapię w leczeniu wielu chorób, np. grzybic powodowanych przez Candi­da albicans. Organizmem modelowym w tych badaniach są często drożdże S. cerevisiae, które mają podobne me­chanizmy oporności, jak te występujące u C. albicans (np. pompy ABC).

PIŚMIENNICTWO

[1] Alepuz P.M., de Nadal E., Zapater M., Ammerer G., Posas F.: Osmostress-induced transcription by Hot1 depends on a Hog1-mediated recruitment of the RNA Pol II. EMBO J., 2003; 22: 2433-2442
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[2] Alepuz P.M., Jovanovic A., Reiser V., Ammerer G.: Stress-induced map kinase Hog1 is part of transcription activation complexes. Mol. Cell, 2001; 7: 767-777
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[3] Amorós M., Estruch F.: Hsf1p and Msn2/4p cooperate in the expression of Saccharomyces cerevisiae genes HSP26 and HSP104 in a gene- and stress type-dependent manner. Mol. Microbiol., 2001; 39: 1523-1532
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[4] Azevedo D., Nascimento L., Labarre J., Toledano M.B., Rodrigues-Pousada C.: The S. cerevisiae Yap1 and Yap2 transcription factors share a common cadmium-sensing domain. FEBS Lett., 2007; 581: 187-195
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[5] Azevedo D., Tacnet F., Delaunay A., Rodrigues-Pousada C., Toledano M.B.: Two redox centers within Yap1 for H₂O₂ and thiol-reactive chemicals signaling. Free Radic. Biol. Med., 2003; 35: 889-900
[PubMed]  

[6] Balzi E., Wang M., Leterme S., Van Dyck L., Goffeau A.: PDR5, a novel yeast multidrug resistance conferring transporter controlled by the transcription regulator PDR1. J. Biol. Chem., 1994; 269: 2206-2214
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[7] Banerjee D., Lelandais G., Shukla S., Mukhopadhyay G., Jacq D., Devaux F., Prasad R.: Responses of pathogenic and nonpathogenic yeast species to steroids reveal the functioning and evolution of multidrug resistance transcriptional networks. Eukaryot. Cell, 2008; 7: 68-77
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[8] Bauer B.E., Wolfger H., Kuchler K.: Inventory and function of yeast ABC proteins: about sex, stress, pleiotropic drug and heavy metal resistance. Biochim. Biophys. Acta, 1999; 1461: 217-236
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[9] Becker J., Craig E.A.: Heat-shock proteins as molecular chaperones. Eur. J. Biochem., 1994; 219: 11-23
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[10] Beckhouse A.G., Grant C.M., Rogers P.J., Dawes I.W., Higgins V.J.: The adaptive response of anaerobically grown Saccharomyces cerevisiae to hydrogen peroxide is mediated by the Yap1 and Skn7 transcription factors. FEMS Yeast Res., 2008; 8: 1214-1222
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[11] Beese S.E., Negishi T., Levin D.E.: Identification of positive regulators of the yeast fps1 glycerol channel. PLoS Genet., 2009; 5: e1000738
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[12] Bösl B., Grimminger V., Walter S.: Substrate binding to the molecular chaperone Hsp104 and its regulation by nucleotides. J. Biol. Chem., 2005; 280: 38170-38176
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[13] Broco N., Tenreiro S., Viegas C.A., Sá-Correia I.: FLR1 gene (ORF YBR008c) is required for benomyl and methotrexate resistance in Saccharomyces cerevisiae and its benomyl-induced expression is dependent on pdr3 transcriptional regulator. Yeast, 1999; 15: 1595-1608
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[14] Burnie J.P., Carter T.L., Hodgetts S.J., Matthews R.C.: Fungal heat-shock proteins in human disease. FEMS Microbiol. Rev., 2006; 30: 53-88
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[15] Cabiscol E., Belli G., Tamarit J., Echave P., Herrero E., Ros J.: Mitochondrial Hsp60, resistance to oxidative stress, and the labile iron pool are closely connected in Saccharomyces cerevisiae. J. Biol. Chem., 2002; 277: 44531-44538
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[16] Casado C., Gonzáles A., Platara M., Ruiz A., Arino J.: The role of the protein kinase A pathway in the response to alkaline pH stress in yeast. Biochem J., 2011; 438: 523-533
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[17] Chi Z., Arneborg N.: Relationship between lipid composition, frequency of ethanol-induced respiratory deficient mutants, and ethanol tolerance in Saccharomyces cerevisiae. J. Appl. Microbiol., 1999; 86: 1047-1052
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[18] Coleman S.T., Tseng E., Moye-Rowley W.S.: Saccharomyces cerevisiae basic region-leucine zipper protein regulatory networks converge at the ATR1 structural gene. J. Biol. Chem., 1997; 272: 23224-23230
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[19] Cutler N.S., Pan X., Heitman J., Cardenas M.E.: The TOR signal transduction cascade controls cellular differentiation in response to nutrients. Mol. Biol. Cell, 2001; 12: 4103-4113
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[20] DeRisi J., van den Hazel B., Marc P., Balzi E., Brown P., Jacq C., Goffeau A.: Genome microarray analysis of transcriptional activation in multidrug resistance yeast mutants. FEBS Lett., 2000; 470: 156-160
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[21] De Wever V., Reiter W., Ballarini A., Ammerer G., Brocard C.: A dual role for PP1 in shaping the Msn2-dependent transcriptional response to glucose starvation. EMBO J., 2005; 24: 4115-4123
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[22] Estruch F.: Stress-controlled transcription factors, stress-induced genes and stress tolerance in budding yeast. FEMS Microbiol. Rev., 2000; 24: 469-486
[PubMed]  

[23] Estruch F., Carlson M.: Two homologous zinc finger genes identified by multicopy suppression in a SNF1 protein kinase mutant of Saccharomyces cerevisiae. Mol. Cell. Biol., 1993; 13: 3872-3881
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[24] Fassler J.S., West A.H.: Genetic and biochemical analysis of the SLN1 pathway in Saccharomyces cerevisiae. Methods Enzymol., 2010; 471: 291-317
[PubMed]  

[25] Fernandes L., Rodrigues-Pousada C., Struhl K.: Yap, a novel family of eight bZIP proteins in Saccharomyces cerevisiae with distinct biological functions. Mol. Cell. Biol., 1997; 17: 6982-6993
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[26] Flick K.E., Gonzales L. Jr., Harrison C.J., Nelson H.C.: Yeast heat shock transcription factor contains a flexible linker between the DNA-binding and trimerization domains. Implications for DNA binding by trimeric proteins. J. Biol. Chem., 1994; 269: 12475-12481
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[27] Furuchi T., Ishikawa H., Miura N., Ishizuka M., Kajiya K., Kuge S., Naganuma A.: Two nuclear proteins, Cin5 and Ydr259c, confer resistance to cisplatin in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Pharmacol., 2001; 59: 470-474
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[28] Gasch A.P.: Comparative genomics of the environmental stress response in ascomycete fungi. Yeast, 2007; 24: 961-976
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[29] Giardina C., Lis J.T.: Dynamic protein-DNA architecture of a yeast heat shock promoter. Mol. Cell. Biol., 1995; 15: 2737-2744
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[30] Giustarini D., Rossi R., Milzani A., Colombo R., Dalle-Donne I.: S-glutathionylation: from redox regulation of protein functions to human diseases. J. Cell. Mol. Med., 2004; 8: 201-212
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[31] Görner W., Durchschlag E., Wolf J., Brown E.L., Ammerer G., Ruis H., Schüller C.: Acute glucose starvation activates the nuclear localization signal of a stress-specific yeast transcription factor. EMBO J., 2002; 21: 135-144
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[32] Grably M.R., Stanhill A., Tell O., Engelberg D.: HSF and Msn2/4p can exclusively or cooperatively activate the yeast HSP104 gene. Mol. Microbiol., 2002; 44: 21-35
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[33] Grajek W., Szymanowska D.: Stresy środowiskowe działające na drożdże Saccharomyces cerevisiae w procesie fermentacji alkoholowej. Biotechnologia, 2008; 3: 46-63

[34] Gregori C., Schüller C., Frohner I.E., Ammerer G., Kuchler K.: Weak organic acids trigger conformational changes of the yeast transcription factor War1 in vivo to elicit stress adaptation. J. Biol. Chem., 2008; 283: 25752-25764
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[35] Grant C.M.: Role of the glutathione/glutaredoxin and thioredoxin systems in yeast growth and response to stress conditions. Mol. Microbiol., 2001; 39: 533-541
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[36] Gueldry O., Lazard M., Delort F., Dauplais M., Grigoras I., Blanquet S., Plateau P.: Ycf1p-dependent Hg(II) detoxification in Saccharomyces cerevisiae. Eur. J. Biochem., 2003; 270: 2486-2496
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[37] Gulshan K., Rovinsky S.A., Coleman S.T., Moye-Rowley W.S.: Oxidant-specific folding of Yap1p regulates both transcriptional activation and nuclear localization. J. Biol. Chem., 2005; 280: 40524-40533
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[38] Hahn J.S., Neef D.W., Thiele D.J.: A stress regulatory network for co-ordinated activation of proteasome expression mediated by yeast heat shock transcription factor. Mol. Microbiol., 2006; 60: 240-251
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[39] Hahn J.S., Thiele D.J.: Activation of the Saccharomyces cerevisiae heat shock transcription factor under glucose starvation conditions by Snf1 protein kinase. J. Biol. Chem., 2004; 279: 5169-5176
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[40] Hale S.J., Lovell S.C., de Keyzer J., Stirling C.J.: Interactions between Kar2p and its nucleotide exchange factors Sil1p and Lhs1p are mechanistically distinct. J. Biol. Chem., 2010; 285: 21600-21606
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[41] Hallstrom T.C., Katzmann D.J., Torres R.J., Sharp W.J., Moye-Rowley W.S.: Regulation of transcription factor Pdr1p function by an Hsp70 protein in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Cell. Biol., 1998; 18: 1147-1155
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[42] Han W., Christen P.: Interdomain communication in the molecular chaperone DnaK. Biochem. J., 2003; 369: 627-634
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[43] Hasan R., Leroy C., Isnard A.D., Labarre J., Boy-Marcotte E., Toledano M.B.: The control of the yeast H₂O₂ response by the Msn2/4p transcription factors. Mol. Microbiol., 2002; 45: 233-241
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[44] Hattendorf D.A., Lindquist S.L.: Cooperative kinetics of both Hsp104 ATPase domains and interdomain communication revealed by AAA sensor-1 mutants. EMBO J., 2002; 21: 12-21
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[45] Hatzixanthis K., Mollapour M., Seymour I., Bauer B.E., Krapf G., Schüller C., Kuchler K., Piper P.W.: Moderately lipophilic carboxylate compounds are the selective inducers of the Saccharomyces cerevisiae Pdr12p ATP-binding cassette transporter. Yeast, 2003; 20: 575-585
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[46] Hirata Y., Andoh T., Asahara T., Kikuchi A.: Yeast glycogen synthase kinase-3 activates Msn2p-dependent transcription of stress responsive genes. Mol. Biol. Cell, 2003; 14: 302-312
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[47] Hlavácek O., Kucerová H., Harant K., Palková Z., Váchová L.: Putative role for ABC multidrug exporters in yeast quorum sensing. FEBS Lett., 2009; 583: 1107-1113
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[48] Jackson C.J., Lamb D.C., Manning N.J., Kelly D.E., Kelly S.L.: Mutations in Saccharomyces cerevisiae sterol C5-desaturase conferring resistance to the CYP51 inhibitor fluconazole. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2003; 309: 999-1004
[PubMed]  

[49] Jacquet M., Renault G., Lallet S., De Mey J., Goldbeter A.: Oscillatory nucleocytoplasmic shuttling of the general stress response transcriptional activators Msn2 and Msn4 in Saccharomyces cerevisiae. J. Cell Biol., 2003; 161: 497-505
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[50] Jacquot C., Julien R., Guilloton M.: The Saccharomyces cerevisiae MFS superfamily SGE1 gene confers resistance to cationic dyes. Yeast, 1997; 13: 891-902
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[51] Jamieson D.J.: Oxidative stress responses of the yeast Saccharomyces cerevisiae. Yeast, 1998; 14: 1511-1527
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[52] Jensen L.T., Sanchez R.J., Srinivasan C., Valentine J.S., Culotta V.C.: Mutations in Saccharomyces cerevisiae iron-sulfur cluster assembly genes and oxidative stress relevant to Cu,Zn superoxide dismutase. J. Biol. Chem., 2004; 279: 29938-29943
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[53] Kabani M., Beckerich J.M., Brodsky J.L.: Nucleotide exchange factor for the yeast Hsp70 molecular chaperone Ssa1p. Mol. Cell. Biol., 2002; 22: 4677-4689
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[54] Karlgren S., Pettersson N., Nordlander B., Mathai J.C., Brodsky J.L., Zeidel M.L., Bill R.M., Hohmann S.: Conditional osmotic stress in yeast: a system to study transport through aquaglyceroporins and osmostress signaling. J. Biol. Chem., 2005; 280: 7186-7193
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[55] Katzmann D.J., Hallstrom T.C., Mahé Y., Moye-Rowley W.S.: Multiple Pdr1p/Pdr3p binding sites are essential for normal expression of the ATP binding cassette transporter protein-encoding gene PDR5. J. Biol. Chem., 1996; 271: 23049-23054
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[56] Kaufman B.A., Kolesar J.E., Perlman P.S., Butow R.A.: A function for the mitochondrial chaperonin Hsp60 in the structure and transmission of mitochondrial DNA nucleoids in Saccharomyces cerevisiae. J. Cell Biol., 2003; 163: 457-461
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[57] Kaya A., Karakaya H.C., Fomenko D.E., Gladyshev V.N., Koc A.: Identification of a novel system for boron transport: Atr1 is a main boron exporter in yeast. Mol. Cell. Biol., 2009; 29: 3665-3674
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[58] Kho C.W., Lee P.Y., Bae K.H., Kang S., Cho S., Lee do H., Sun C.H., Yi G.S., Park B.C., Park S.G.: Gpx3-dependent responses against oxidative stress in Saccharomyces cerevisiae. J. Microbiol. Biotechnol., 2008; 18: 270-282
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[59] Kihara A., Igarashi Y.: Cross talk between sphingolipids and glycerophospholipids in the establishment of plasma membrane asymmetry. Mol. Biol. Cell, 2004; 15: 4949-4959
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[60] Klobucniková V., Kohut P., Leber R., Fuchsbichler S., Schweighofer N., Turnowsky F., Hapala I.: Terbinafine resistance in a pleiotropic yeast mutant is caused by a single point mutation in the ERG1 gene. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2003; 309: 666-671
[PubMed]  

[61] Kolaczkowska A., Goffeau A.: Regulation of pleiotropic drug resistance in yeast. Drug Resist. Updat., 1999; 2: 403-414
[PubMed]  

[62] Kontoyiannis D.P., Sagar N., Hirschi K.D.: Overexpression of Erg11p by the regulatable GAL1 promoter confers fluconazole resistance in Saccharomyces cerevisiae. Antimicrob. Agents Chemother., 1999; 43: 2798-2800
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[63] Kren A., Mamnun Y.M., Bauer B.E., Schüller C., Wolfger H., Hatzixanthis K., Mollapour M., Gregori C., Piper P., Kuchler K.: War1p, a novel transcription factor controlling weak acid stress response in yeast. Mol. Cell. Biol., 2003; 23: 1775-1785
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[64] Kuge S., Arita M., Murayama A., Maeta K., Izawa S., Inoue Y., Nomoto A.: Regulation of the yeast Yap1p nuclear export signal is mediated by redox signal-induced reversible disulfide bond formation. Mol. Cell. Biol., 2001; 21: 6139-6150
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[65] Leber R., Fuchsbichler S., Klobucniková V., Schweighofer N., Pitters E., Wohlfarter K., Lederer M., Landl K., Ruckenstuhl C., Hapala I., Turnowsky F.: Molecular mechanism of terbinafine resistance in Saccharomyces cerevisiae. Antimicrob. Agents Chemother., 2003; 47: 3890-3900
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[66] Le Crom S., Devaux F., Marc P., Zhang X., Moye-Rowley W.S., Jacq C.: New insights into the pleiotropic drug resistance network from genome-wide characterization of the YRR1 transcription factor regulation system. Mol. Cell. Biol., 2002; 22: 2642-2649
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[67] Li L., Bagley D., Ward D.M., Kaplan J.: Yap5 is an iron-responsive transcriptional activator that regulates vacuolar iron storage in yeast. Mol. Cell. Biol., 2008; 28: 1326-1337
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[68] Li L., Jia X., Ward D.M., Kaplan J.: Yap5 protein-regulated transcription of the TYW1 gene protects yeast from high iron toxicity. J. Biol. Chem., 2011; 286: 38488-38497
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[69] Li W.F., Yu J., Ma X.X., Teng Y.B., Luo M., Tang Y.J., Zhou C.Z.: Structural basis for the different activities of yeast Grx1 and Grx2. Biochim. Biophys. Acta, 2010; 1804: 1542-1547
[PubMed]  

[70] Liu Q., Krzewska J., Liberek K., Craig E.A.: Mitochondrial Hsp70 Ssc1: role in protein folding. J. Biol. Chem., 2001; 276: 6112-6118
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[71] Loewith R., Hall M.N.: Target of rapamycin (TOR) in nutrient signaling and growth control. Genetics, 2011; 189: 1177-1201
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[72] Lu J.M., Deschenes R.J., Fassler J.S.: Saccharomyces cerevisiae histidine phosphotransferase Ypd1p shuttles between the nucleus and cytoplasm for SLN1-dependent phosphorylation of Ssk1p and Skn7p. Eukaryot. Cell, 2003; 2: 1304-1314
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[73] Luk E., Yang M., Jensen L.T., Bourbonnais Y., Culotta V.C.: Manganese activation of superoxide dismutase 2 in mitochondria of Saccharomyces cerevisiae. J. Biol. Chem., 2005; 280: 22715-22720
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[74] Lum R., Tkach J.M., Vierling E., Glover J.R.: Evidence for an unfolding/threading mechanism for protein disaggregation by Saccharomyces cerevisiae Hsp104. J. Biol. Chem., 2004; 279: 29139-29146
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[75] Luyten K., Albertyn J., Skibbe W.F., Prior B.A., Ramos J., Thevelein J.M., Hohmann S.: Fps1, a yeast member of the MIP family of channel proteins, is a facilitator for glycerol uptake and efflux and is inactive under osmotic stress. EMBO J., 1995; 14: 1360-1371
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[76] Maciaszczyk-Dziubinska E., Migdal I., Migocka M., Bocer T., Wysocki R.: The yeast aquaglyceroporin Fps1p is a bidirectional arsenite channel. FEBS Lett., 2010; 584: 726-732
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[77] Mager W.H., Ferreira P.M.: Stress response of yeast. Biochem. J., 1993; 290: 1-13
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[78] Mahé Y., Lemoine Y., Kuchler K.: The ATP binding cassette transporters Pdr5 and Snq2 of Saccharomyces cerevisiae can mediate transport of steroids in vivo. J. Biol. Chem., 1996; 271: 25167-25172
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[79] Mahmud S.A., Hirasawa T., Furusawa C., Yoshikawa K., Shimizu H.: Understanding the mechanism of heat stress tolerance caused by high trehalose accumulation in Saccharomyces cerevisiae using DNA microarray. J. Biosci. Bioeng., 2012; 113: 526-528
[PubMed]  

[80] Mahmud S.A., Hirasawa T., Shimizu H.: Differential importance of trehalose accumulation in Saccharomyces cerevisiae in response to various environmental stresses. J. Biosci. Bioeng., 2010; 109: 262-266
[PubMed]  

[81] Marek M., Milles S., Schreiber G., Daleke D.L., Dittmar G., Herrmann A., Müller P., Pomorski T.G.: The yeast plasma membrane ATP binding cassette (ABC) transporter Aus1: purification, characterization, and the effect of lipids on its activity. J. Biol. Chem., 2011; 286: 21835-21843
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[82] Martens J.A., Genereaux J., Saleh A., Brandl C.J.: Transcriptional activation by yeast PDR1p is inhibited by its association with NGG1p/ADA3p. J. Biol. Chem., 1996; 271: 15884-15890
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[83] Mason J.T., Kim S.K., Knaff D.B., Wood M.J.: Thermodynamic basis for redox regulation of the Yap1 signal transduction pathway. Biochemistry, 2006; 45: 13409-13417
[PubMed]  

[84] Mendizabal I., Rios G., Mulet J.M., Serrano R., de Larrinoa I.F.: Yeast putative transcription factors involved in salt tolerance. FEBS Lett., 1998; 425: 323-328
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[85] Mielniczki-Pereira A.A., Schuch A.Z., Bonatto D., Cavalcante C.F., Vaitsman D.S., Riger C.J., Eleutherio E.C., Henriques J.A.: The role of the yeast ATP-binding cassette Ycf1p in glutathione and cadmium ion homeostasis during respiratory metabolism. Toxicol. Lett., 2008; 180: 21-27
[PubMed]  

[86] Miyahara K., Hirata D., Miyakawa T.: yAP-1- and yAP-2-mediated, heat shock-induced transcriptional activation of the multidrug resistance ABC transporter genes in Saccharomyces cerevisiae. Curr. Genet., 1996; 29: 103-105
[PubMed]  

[87] Miyahara K., Mizunuma M., Hirata D., Tsuchiya E., Miyakawa T.: The involvement of the Saccharomyces cerevisiae multidrug resistance transporters Pdr5p and Snq2p in cation resistance. FEBS Lett., 1996; 399: 317-320
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[88] Murray D.B., Haynes K., Tomita M.: Redox regulation in respiring Saccharomyces cerevisiae. Biochim. Biophys. Acta, 2011; 1810: 945-958
[PubMed]  

[89] Nathan D.F., Vos M.H., Lindquist S.: In vivo functions of the Saccharomyces cerevisiae Hsp90 chaperone. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997; 94: 12949-12956
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[90] Nevitt T., Pereira J., Rodrigues-Pousada C.: YAP4 gene expression is induced in response to several forms of stress in Saccharomyces cerevisiae. Yeast, 2004; 21: 1365-1374
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[91] Nunes P.A., Tenreiro S., Sá-Correia I.: Resistance and adaptation to quinidine in Saccharomyces cerevisiae: role of QDR1 (YIL120w), encoding a plasma membrane transporter of the major facilitator superfamily required for multidrug resistance. Antimicrob. Agents Chemother., 2001; 45: 1528-1534
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[92] Ohdate T., Izawa S., Kita K., Inoue Y.: Regulatory mechanism for expression of GPX1 in response to glucose starvation and Ca in Saccharomyces cerevisiae: involvement of Snf1 and Ras/cAMP pathway in Ca signaling. Genes Cells, 2010; 15: 59-75
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[93] Oskouian B., Saba J.D.: YAP1 confers resistance to the fatty acid synthase inhibitor cerulenin through the transporter Flr1p in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Gen. Genet., 1999; 261: 346-353
[PubMed]  

[94] Pahlman A.K., Granath K., Ansell R., Hohmann S., Adler L.: The yeast glycerol 3-phosphatases Gpp1p and Gpp2p are required for glycerol biosynthesis and differentially involved in the cellular responses to osmotic, anaerobic, and oxidative stress. J. Biol. Chem., 2001; 276: 3555-3563
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[95] Paluszynski J.P., Klassen R., Meinhardt F.: Genetic prerequisites for additive or synergistic actions of 5-fluorocytosine and fluconazole in baker’s yeast. Microbiology, 2008; 154: 3154-3164
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[96] Parsell D.A., Kowal A.S., Lindquist S.: Saccharomyces cerevisiae Hsp104 protein. Purification and characterization of ATP-induced structural changes. J. Biol. Chem., 1994; 269: 4480-4487
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[97] Pascual-Ahuir A., Serrano R., Proft M.: The Sko1p repressor and Gcn4p activator antagonistically modulate stress-regulated transcription in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Cell. Biol., 2001; 21: 16-25
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[98] Paumi C.M., Chuk M., Snider J., Stagljar I., Michaelis S.: ABC transporters in Saccharomyces cerevisiae and their interactors: new technology advances the biology of the ABCC (MRP) subfamily. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2009; 73: 577-593
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[99] Petkova M.I., Pujol-Carrion N., Arroyo J., Garcia-Cantalejo J., Angeles de la Torre-Ruiz M.: Mtl1 is required to activate general stress response through Tor1 and Ras2 inhibition under conditions of glucose starvation and oxidative stress. J. Biol. Chem., 2010; 285: 19521-19531
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[100] Pfaller M.A.: Antifungal drug resistance: mechanisms, epidemiology, and consequences for treatment. Am. J. Med., 2012; 125 (Suppl. 1): S3-S13
[PubMed]  

[101] Platara M., Ruiz A., Serrano R., Palomino A., Moreno F., Arino J.: The transcriptional response of the yeast Na⁺-ATPase ENA1 gene to alkaline stress involves three main signaling pathways. J. Biol. Chem., 2006; 281: 36632-36642
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[102] Posas F., Saito H.: Activation of the yeast SSK2 MAP kinase kinase kinase by the SSK1 two-component response regulator. EMBO J., 1998; 17: 1385-1394
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[103] Praekelt U.M., Meacock P.A.: HSP12, a new small heat shock gene of Saccharomyces cerevisiae: analysis of structure, regulation and function. Mol. Gen. Genet., 1990; 223: 97-106
[PubMed]  

[104] Queval G., Jaillard D., Zechmann B., Noctor G.: Increased intracellular H₂O₂ availability preferentially drives glutathione accumulation in vacuoles and chloroplasts. Plant Cell Environ., 2011; 34: 21-32
[PubMed]  

[105] Rank G.H., Gerlach J.H., Robertson A.J.: Some physiological alterations associated with pleiotropic cross resistance and collateral sensitivity in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Gen. Genet., 1976; 144: 281-288
[PubMed]  

[106] Reiser V., Raitt D.C., Saito H.: Yeast osmosensor Sln1 and plant cytokinin receptor Cre1 respond to changes in turgor pressure. J. Cell Biol., 2003; 161: 1035-1040
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[107] Rep M., Proft M., Remize F., Tamás M., Serrano R., Thevelein J.M., Hohmann S.: The Saccharomyces cerevisiae Sko1p transcription factor mediates HOG pathway-dependent osmotic regulation of a set of genes encoding enzymes implicated in protection from oxidative damage. Mol. Microbiol., 2001; 40: 1067-1083
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[108] Richter K., Muschler P., Hainzl O., Buchner J.: Coordinated ATP hydrolysis by the Hsp90 dimer. J. Biol. Chem., 2001; 276: 33689-33696
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[109] Rockwell N.C., Wolfger H., Kuchler K., Thorner J.: ABC transporter Pdr10 regulates the membrane microenvironment of Pdr12 in Saccharomyces cerevisiae. J. Membr. Biol., 2009; 229: 27-52
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[110] Rubio-Texeira M., Van Zeebroeck G., Voordeckers K., Thevelein J.M.: Saccharomyces cerevisiae plasma membrane nutrient sensors and their role in PKA signaling. FEMS Yeast Res., 2010; 10: 134-149
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[111] Rutherford J.C., Bird A.J.: Metal-responsive transcription factors that regulate iron, zinc, and copper homeostasis in eukaryotic cells. Eukaryot. Cell, 2004; 3: 1-13
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[112] Rutledge R.M., Esser L., Ma J., Xia D.: Toward understanding the mechanism of action of the yeast multidrug resistance transporter Pdr5p: a molecular modeling study. J. Struct. Biol., 2011; 173: 333-344
[PubMed]  

[113] Sá-Correia I., dos Santos S.C., Teixeira M.C., Cabrito T.R., Mira N.P.: Drug:H⁺ antiporters in chemical stress response in yeast. Trends Microbiol., 2009; 17: 22-31
[PubMed]  

[114] Sá-Correia I., Tenreiro S.: The multidrug resistance transporters of the major facilitator superfamily, 6 years after disclosure of Saccharomyces cerevisiae genome sequence. J. Biotechnol., 2002; 98: 215-226
[PubMed]  

[115] Sakasegawa Y., Hachiya N.S., Tsukita S., Kaneko K.: Ecm10p localizes in yeast mitochondrial nucleoids and its overexpression induces extensive mitochondrial DNA aggregations. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2003; 309: 217-221
[PubMed]  

[116] Sakurai H., Fukasawa T.: A novel domain of the yeast heat shock factor that regulates its activation function. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2001; 285: 696-701
[PubMed]  

[117] Sanchez Y., Taulien J., Borkovich K.A., Lindquist S.: Hsp104 is required for tolerance to many forms of stress. EMBO J., 1992; 11: 2357-2364
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[118] Sanglard D.: Clinical relevance of mechanisms of antifungal drug resistance in yeasts. Enferm. Infecc. Microbiol. Clin., 2002; 20: 462-469
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[119] Santhanam A., Hartley A., Düvel K., Broach J.R., Garrett S.: PP2A phosphatase activity is required for stress and Tor kinase regulation of yeast stress response factors Msn2p. Eukaryot. Cell, 2004; 3: 1261-1271
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[120] Santoro N., Johansson N., Thiele D.J.: Heat shock element architecture is an important determinant in the temperature and transactivation domain requirements for heat shock transcription factor. Mol. Cell. Biol., 1998; 18: 6340-6352
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[121] Schnabl M., Oskolkova O.V., Holic R., Brezná B., Pichler H., Zágorsek M., Kohlwein S.D., Paltauf F., Daum G., Griac P.: Subcellular localization of yeast Sec14 homologues and their involvement in regulation of phospholipid turnover. Eur. J. Biochem., 2003; 270: 3133-3145
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[122] Servos J., Haase E., Brendel M.: Gene SNQ2 of Saccharomyces cerevisiae, which confers resistance to 4-nitroquinoline-N-oxide and other chemicals, encodes a 169 kDa protein homologous to ATP-dependent permeases. Mol. Gen. Genet., 1993; 236: 214-218
[PubMed]  

[123] Sharma D., Masison D.C.: Hsp70 structure, function, regulation and influence on yeast prions. Protein Pept. Lett., 2009; 16: 571-581
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[124] Siderius M., Van Wuytswinkel O., Reijenga K.A., Kelders M., Mager W.H.: The control of intracellular glycerol in Saccharomyces cerevisiae influences osmotic stress response and resistance to increased temperature. Mol. Microbiol., 2000; 36: 1381-1390
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[125] Smallbone K., Malys N., Messiha H.L., Wishart J.A., Simeonidis E.: Building a kinetic model of trehalose biosynthesis in Saccharomyces cerevisiae. Methods Enzymol., 2011; 500: 355-370
[PubMed]  

[126] Smith D.A., Morgan B.A., Quinn J.: Stress signalling to fungal stress-activated protein kinase pathways. FEMS Microbiol. Lett., 2010; 306: 1-8
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[127] Smits G.J., Brul S.: Stress tolerance in fungi – to kill a spoilage yeast. Curr. Opin. Biotechnol., 2005; 16: 225-230
[PubMed]  

[128] Tamai K.T., Liu X., Silar P., Sosinowski T., Thiele D.J.: Heat shock transcription factor activates yeast metallothionein gene expression in response to heat and glucose starvation via distinct signalling pathways. Mol. Cell. Biol., 1994; 14: 8155-8165
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[129] Tamás M.J., Wysocki R.: Mechanisms involved in metalloid transport and tolerance acquisition. Curr. Genet., 2001; 40: 2-12
[PubMed]  

[130] Teixeira M.C., Dias P.J., Simoes T., Sá-Correia I.: Yeast adaptation to mancozeb involves the up-regulation of FLR1 under the coordinate control of Yap1, Rpn4, Pdr3, and Yrr1. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2008; 367: 249-255
[PubMed]  

[131] Teixeira M.C., Mira N.P., Sá-Correia I.: A genome-wide perspective on the response and tolerance to food-relevant stresses in Saccharomyces cerevisiae. Curr. Opin. Biotechnol., 2011; 22: 150-156
[PubMed]  

[132] Tenreiro S., Nunes P.A., Viegas C.A., Neves M.S., Teixeira M.C., Cabral M.G., Sá-Correia I.: AQR1 gene (ORF YNL065w) encodes a plasma membrane transporter of a major facilitator superfamily that confers resistance to short-chain monocarboxylic acids and quinidine in Saccharomyces cerevisiae. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2002; 292: 741-748
[PubMed]  

[133] Tenreiro S., Rosa P.C., Viegas C.A., Sá-Correia I.: Expression of the AZR1 gene (ORF YGR224w), encoding a plasma membrane transporter of the major facilitator superfamily, is required for adaptation to acetic acid and resistance to azoles in Saccharomyces cerevisiae. Yeast, 2000; 16: 1469-1481
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[134] Tenreiro S., Vargas R.C., Teixeira M.C., Magnani C., Sá-Correia I.: The yeast multidrug transporter Qdr3 (Ybr043c): localization and role as a determinant of resistance to quinidine, barban, cisplatin, and bleomycin. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2005; 327: 952-959
[PubMed]  

[135] Treger J.M., Schmitt A.P., Simon J.R., McEntee K.: Transcriptional factor mutations reveal regulatory complexities of heat shock and newly identified stress genes in Saccharomyces cerevisiae. J. Biol. Chem., 1998; 273: 26875-26879
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[136] Trotter E.W., Grant C.M.: Overlapping roles of the cytoplasmic and mitochondrial redox regulatory systems in yeast Saccharomyces cerevisiae. Eukaryot. Cell, 2005; 4: 392-400
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[137] Tyson J.R., Stirling C.J.: LHS1 and SIL1 provide lumenal function that is essential for protein translocation into the endoplasmic reticulum. EMBO J., 2000; 19: 6440-6452
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[138] Uemura T., Tachihara K., Tomitori H., Kashiwagi K., Igarashi K.: Characteristics of the polyamine transporter TPO1 and regulation of its activity and cellular localization by phosphorylation. J. Biol. Chem., 2005; 280: 9646-9652
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[139] van den Hazel H.B., Pichler H., do Valle Matta M.A., Leitner E., Goffeau A., Daum G.: PDR16 and PDR17, two homologous genes of Saccharomyces cerevisiae, affect lipid biosynthesis and resistance to multiple drugs. J. Biol. Chem., 1999; 274: 1934-1941
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[140] Vargas R.C., Tenreiro S., Teixeira M.C., Fernandes A.R., Sá-Correia I.: Saccharomyces cerevisiae multidrug transporter Qdr2p (Yil121wp): localization and function as a quinidine resistance determinant. Antimicrob. Agents Chemother., 2004; 48: 2531-2537
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[141] Vido K., Spector D., Lagniel G., Lopez S., Toledano M.B., Labarre J.: A proteome analysis of the cadmium response in Saccharomyces cerevisiae. J. Biol. Chem., 2001; 276: 8469-8474
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[142] Welker S., Rudolph B., Frenzel E., Hagn F., Liebisch G., Schmitz G., Scheuring J., Kerth A., Blume A., Weinkauf S., Haslbeck M., Kessler H., Buchner J.: Hsp12 is an intrinsically unstructured stress protein that folds upon membrane association and modulates membrane function. Mol. Cell, 2010; 39: 507-520
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[143] White T.C., Marr K.A., Bowden R.A.: Clinical, cellular, and molecular factors that contribute to antifungal drug resistance. Clin. Microbiol. Rev., 1998; 11: 382-402
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[144] Wilcox L.J., Balderes D.A., Wharton B., Tinkelenberg A.H., Rao G., Sturley S.L.: Transcriptional profiling identifies two members of the ATP-binding cassette transporter superfamily required for sterol uptake in yeast. J. Biol. Chem., 2002; 277: 32466-32472
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[145] Wolfger H., Mamnun Y.M., Kuchler K.: The yeast Pdr15p ATP-binding cassette (ABC) protein is a general stress response factor implicated in cellular detoxification. J. Biol. Chem., 2004; 279: 11593-11599
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[146] Wotton D., Freeman K., Shore D.: Multimerization of Hsp42p, a novel heat shock protein of Saccharomyces cerevisiae, is dependent on a conserved carboxyl-terminal sequence. J. Biol. Chem., 1996; 271: 2717-2723
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[147] Wu A.L., Moye-Rowley W.S.: GSH1, which encodes γ-glutamylcysteine synthetase, is a target gene for yAP-1 transcriptional regulation. Mol. Cell. Biol., 1994; 14: 5832-5839
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[148] Wysocki R., Fortier P.K., Maciaszczyk E., Thorsen M., Leduc A., Odhagen A., Owsianik G., Ulaszewski S., Ramotar D., Tamás M.J.: Transcriptional activation of metalloid tolerance genes in Saccharomyces cerevisiae requires the AP-1-like proteins Yap1p and Yap8p. Mol. Biol. Cell, 2004; 15: 2049-2060
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[149] Zechmann B., Liou L.C., Koffler B.E., Horvat L., Tomasić A., Fulgosi H., Zhang Z.: Subcellular distribution of glutathione and its dynamic changes under oxidative stress in the yeast Saccharomyces cerevisiae. FEMS Yeast Res., 2011; 11: 631-642
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

Autorki deklarują brak potencjalnych konfliktów interesów.

Pełna treść artykułu