Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Trichoderma reesei Sch9 và Yak1 điều chỉnh sự phát triển sinh dưỡng, sự hình thành bào tử và phản ứng với stress cũng như sản xuất cellulase được kích thích
Tóm tắt
Các kinase protein là những thành phần chính trong việc điều khiển nhiều quá trình tế bào cơ bản trong hầu hết các sinh vật thông qua việc trung gian cho các quá trình truyền tín hiệu. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đặc trưng hóa các ortholog cellulolytic của Trichoderma reesei Sch9 và Yak1 của Saccharomyces cerevisiae thông qua sự so khớp trình tự và phân tích chức năng. Các chủng đột biến T. reesei Trsch9Δ và Tryak1Δ thể hiện tỷ lệ tăng trưởng giảm trên các nguồn carbon khác nhau và sản xuất ít conidia hơn. Sự thiếu vắng của hai kinase này cũng dẫn đến tăng trưởng cực đỉnh phân cực không bình thường. Hơn nữa, việc phá vỡ các gen Trsch9 hoặc Tryak1 cũng dẫn đến sự rối loạn tính toàn vẹn của thành tế bào. Điều thú vị là, trong khi sản xuất cellulase được kích thích có phần bị ảnh hưởng trong chủng Trsch9Δ, sản xuất cellulase ngoại bào lại được cải thiện đáng kể trong sự thiếu vắng của Yak1. Kết quả cho thấy TrSch9 và TrYak1 đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển dạng sợi, phản ứng với stress và sản xuất cellulase được kích thích trong T. reesei.
Từ khóa
#Trichoderma reesei #Sch9 #Yak1 #phát triển sợi #phản ứng với stress #sản xuất cellulaseTài liệu tham khảo
Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72, 248–254.
Brown, N.A., de Gouvea, P.F., Krohn, N.G., Savoldi, M., and Goldman, G.H. 2013. Functional characterisation of the non-essential protein kinases and phosphatases regulating Aspergillus nidulans hydrolytic enzyme production. Biotechnol. Biofuels 6, 91.
Budovskaya, Y.V., Stephan, J.S., Deminoff, S.J., and Herman, P.K. 2005. An evolutionary proteomics approach identifies substrates of the cAMP-dependent protein kinase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 13933–13938.
Fabrizio, P., Pozza, F., Pletcher, S.D., Gendron, C.M., and Longo, V.D. 2001. Regulation of longevity and stress resistance by Sch9 in yeast. Science 292, 288–290.
Garrett, S., Menold, M.M., and Broach, J.R. 1991. The Saccharomyces cerevisiae YAK1 gene encodes a protein kinase that is induced by arrest early in the cell cycle. Mol. Cell Biol. 11, 4045–4052.
Goyard, S., Knechtle, P., Chauvel, M., Mallet, A., Prevost, M.C., Proux, C., Coppee, J.Y., Schwartz, P., Dromer, F., Park, H., and et al. 2008. The Yak1 kinase is involved in the initiation and maintenance of hyphal growth in Candida albicans. Mol. Biol. Cell 19, 2251–2266.
Gruber, F., Visser, J., Kubicek, C., and de Graaff, L. 1990a. Cloning of the Trichoderma reesei pyrG gene and its use as a homologous marker for a high-frequency transformation system. Curr. Gen. 18, 447–451.
Gruber, F., Visser, J., Kubicek, C.P., and de Graaff, L.H. 1990b. The development of a heterologous transformation system for the cellulolytic fungus Trichoderma reesei based on a pyrG-negative mutant strain. Curr. Gen. 18, 71–76.
Hartley, A.D., Ward, M.P., and Garrett, S. 1994. The Yak1 protein kinase of Saccharomyces cerevisiae moderates thermotolerance and inhibits growth by an Sch9 protein kinase-independent mechanism. Genetics 136, 465–474.
Larkin, M.A., Blackshields, G., Brown, N.P., Chenna, R., McGettigan, P.A., McWilliam, H., Valentin, F., Wallace, I.M., Wilm, A., Lopez, R., et al. 2007. Clustal W and clustal X version 2.0. Bioinformatics 23, 2947–2948.
Lee, P., Cho, B.R., Joo, H.S., and Hahn, J.S. 2008. Yeast Yak1 kinase, a bridge between PKA and stress-responsive transcription factors, Hsf1 and Msn2/Msn4. Mol. Microbiol. 70, 882–895.
Lee, P., Paik, S.M., Shin, C.S., Huh, W.K., and Hahn, J.S. 2011. Regulation of yeast Yak1 kinase by PKA and autophosphorylationdependent 14-3-3 binding. Mol. Microbiol. 79, 633–646.
Lynd, L.R., van Zyl, W.H., McBride, J.E., and Laser, M. 2005. Consolidated bioprocessing of cellulosic biomass: an update. Curr. Opin. Biotechnol. 16, 577–583.
Lynd, L.R., Weimer, P.J., van Zyl, W.H., and Pretorius, I.S. 2002. Microbial cellulose utilization: Fundamentals and biotechnology. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 66, 506–577.
Mandels, M. and Andreotti, R. 1978. Problems and challenges in the cellulose to cellulase fermentation. Proc. Biochem. 13, 6–13.
Morano, K.A. and Thiele, D.J. 1999. The Sch9 protein kinase regulates Hsp90 chaperone complex signal transduction activity in vivo. EMBO J. 18, 5953–5962.
Parija, S.C., Shivaprakash, M.R., and Jayakeerthi, S.R. 2003. Evaluation of lacto-phenol cotton blue (LPCB) for detection of Cryp-tosporidium, Cyclospora and Isospora in the wet mount preparation of stool. Acta Tropica 85, 349–354.
Pascual-Ahuir, A. and Proft, M. 2007. The Sch9 kinase is a chromatin-associated transcriptional activator of osmostress-responsive genes. EMBO J. 26, 3098–3108.
Penttilä, M., Nevalainen, H., Rättö, M., Salminen, E., and Knowles, J. 1987. A versatile transformation system for the cellulolytic filamentous fungus Trichoderma reesei. Gene 61, 155–164.
Ptacek, J., Devgan, G., Michaud, G., Zhu, H., Zhu, X., Fasolo, J., Guo, H., Jona, G., Breitkreutz, A., Sopko, R., et al. 2005. Global analysis of protein phosphorylation in yeast. Nature 438, 679–684.
Ram, A.F.J. and Klis, F.M. 2006. Identification of fungal cell wall mutants using susceptibility assays based on Calcofluor white and Congo red. Nat. Protocols 1, 2253–2256.
Roosen, J., Engelen, K., Marchal, K., Mathys, J., Griffioen, G., Cameroni, E., Thevelein, J.M., De Virgilio, C., De Moor, B., and Winderickx, J. 2005. PKA and Sch9 control a molecular switch important for the proper adaptation to nutrient availability. Mol. Microbiol. 55, 862–880.
Santangelo, G.M. 2006. Glucose signaling in Saccharomyces cerevisiae. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 70, 253–282.
Schuster, A., Tisch, D., Seidl-Seiboth, V., Kubicek, C.P., and Schmoll, M. 2012. Roles of protein kinase a and adenylate cyclase in lightmodulated cellulase regulation in Trichoderma reesei. Appl. Environ. Microbiol. 78, 2168–2178.
Suwunnakorn, S., Cooper, C.R. Jr., Kummasook, A., and Vanittanakom, N. 2014. Role of the yakA gene in morphogenesis and stress response in Penicillium marneffei. Microbiology 160, 1929–1939.
Tamura, K., Peterson, D., Peterson, N., Stecher, G., Nei, M., and Kumar, S. 2011. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance. and maximum parsimony methods. Mol. Biol. Evol. 28, 2731–2739.
Thevelein, J.M. and de Winde, J.H. 1999. Novel sensing mechanisms and targets for the cAMP-protein kinase A pathway in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Mol. Microbiol. 33, 904–918.
Toda, T., Cameron, S., Sass, P., and Wigler, M. 1988. SCH9, a gene of Saccharomyces cerevisiae that encodes a protein distinct from, but functionally and structurally related to, cAMP-dependent protein kinase catalytic subunits. Genes Development 2, 517–527.
Urban, J., Soulard, A., Huber, A., Lippman, S., Mukhopadhyay, D., Deloche, O., Wanke, V., Anrather, D., Ammerer, G., Riezman, H., et al. 2007. Sch9 is a major target of TORC1 in Saccharomyces cerevisiae. Mol. Cell 26, 663–674.