A protein foszfatáz Z szerepe és regulációja Candida albicans-ban

Petrényi, Katalin

A protein foszfatáz Z szerepe és regulációja Candida albicans-ban

dc.contributor.advisor	Dombrádi, Viktor
dc.contributor.author	Petrényi, Katalin
dc.contributor.department	Molekuláris orvostudomány doktori iskola	hu
dc.contributor.submitterdep	DE--Általános Orvostudományi Kar -- Orvosi Vegytani Intézet
dc.date.accessioned	2017-06-25T08:25:30Z
dc.date.available	2017-06-25T08:25:30Z
dc.date.created	2017	hu_HU
dc.date.defended	2017-07-03
dc.description.abstract	A protein foszfatáz Z egy új típusú szerint/treonin specifikus protein foszfatáz, amely csak a gombákban mutatható ki. Az opportunista patogén Candida albicans-ban egy gén, a CaPPZ1 kódolja a CaPpz1 fehérjét, amely a jól ismert Saccharomyces cerevisiae ScPpz1 ortológjához hasonlóan szerepet játszik a sejtfal integritás és ozmotikus stabilitás kialakításában, a kation homeosztázisban és az oxidatív stresszválaszban. Munkánk során tanulmányoztuk a CaPpz1 további funkcióit és regulációs mechanizmusát. A CaPpz1 fehérje szerepét a fonalas gomba hifaképzésben klasszikus mikroszkópia és a folyamatos követést biztosító videomikroszkópia módszerével vizsgáltuk. Mind a két kísérlet azt mutatta, hogy cappz1 foszfatáz deléciós mutánsban csökken a hifanövekedés sebessége, valamint a gombasejtek felületi adhéziója. Tehát sikerült kimutatnunk a CaPpz1 eddig nem ismert morfológiai szerepét, ami összefüggésbe hozható a C. albicans fertőzőképességével. S. cerevisiae-ben korábban már leírták a ScHal3 fehérjét, mint a ScPpz1 foszfatáz inhibitorát. Nemrégiben azt is kimutatták, hogy a ScHal3 fehérje két paralógjával (ScVhs3 és ScCab3) kiegészülve a heterotrimer foszfopantotenoil-cisztein dekarboxiláz (PPCDC) enzim alegysége, amely esszenciális szerepet játszik a CoA bioszintézisben. Bioinformatikai kereséssel C. albicans-ban két ScHal3 ortológot találtunk, amelyeket S. cerevisiae homológjukkal mutatott szekvencia hasonlóság alapján CaHal3 és CaCab3 fehérjéknek neveztünk. Ezen két fehérje fiziológiás szerepét vizsgálva igazoltuk, hogy mindkét ScHal3 ortológ megőrizte esszenciális funkcióját, és részt vesz a PPCDC holoenzim felépítésében. Ezen kívül rekombináns fehérjékkel végzett in vitro kísérletekkel bizonyítottuk, hogy mindkét fehérje kötődik a CaPpz1 enzimhez és képes annak protein foszfatáz aktivitását gátolni. A megfelelő S. cerevisiae deléciós mutánsok komplementálása alapján megállapítottuk, hogy a CaCab3 a ScHal3 fehérjéhez hasonló feladatokat lát el a foszfatáz gátlásához köthető vizsgálati körülmények között, ezzel szemben a CaHal3 fehérje hatástalan. Tehát in vivo körülmények között csak a CaCab3 bizonyult hatékony CaPpz1 regulátor fehérjének. Eredményeink szerint a CaHal3 és CaCab3 fehérjék PPCDC aktivitásban betöltött esszenciális szerepe konzerválódott az evolúció során, de a CaCab3 másodlagos foszfatázgátló funkciója ettől független úton alakult ki.	hu_HU
dc.description.abstract	Protein phosphatase Z is a so called “novel” type Ser/Thr phosphatase that is restricted to the fungal kingdom. In the opportunistic pathogen Candida albicans there is only one gene (CaPPZ1) that codes for the CaPpz1 protein. The latter, like its better known Saccharomyces cerevisiae counterpart ScPpz1, is involved in the determination of cell wall integrity, preservation of osmotic stability, and cation homeostasis as well as in the mechanism of oxidative stress response. In the present study we investigated its additional roles and the ways of its regulation. The function of CaPpz1 in the hypha formation of the filamentous fungus was analyzed by classical microscopy and by long term videomicroscopy. Both of the methods revealed a significant delay in the rate of hyphal outgrowth in the cappz1 deletion mutant relative to the control strain. In addition the knockout mutant cell exhibited slower adhesion to solid surfaces. Thus we identified some novel morphological functions of CaPpz1 that may be related to the virulence of C. albicans. The ScHal3 protein was originally described in S. cerevisiae as a specific ScPpz1 inhibitor. Recently, it has been reported that ScHal3 together with its two paralogs (ScVhs3 and ScCab3) acts as an essential subunit of the heterotrimeric phosphopanthotenoyl cysteine decarboxylase (PPCDC) enzyme that is required for CoA biosynthesis. In a database search we found two Hal3 orthologs in C. albicans that we termed CaHal3 and CaCab3 based on their amino acid sequence similarities to the S. cerevisiae counterparts. In the course of molecular genetic functional analysis we found that both of the Candida proteins preserved their essential function as building blocks of the PPCDC enzyme. In addition we demonstrated by in vitro experiments with recombinant proteins that both CaHal3 and CaCab3 bind to the CaPpz1 enzyme and are able to inhibit its protein phosphatase activity. The complementation of S. cerevisiae deletion mutants revealed that overexpression of CaCab3 was able to replace ScHal3 in functional tests that are related to phosphatase inhibition. In contrast, the CaHal3 protein proved to be ineffective under the same conditions. Our in vivo experiments suggest that only CaCab3 can act as a physiological regulator of CaPpz1. According to our results the essential functions of the CaHal3 and CaCab3 proteins as PPCDC subunits have been well conserved but the moonlighting function of CaCab3 as a phosphatase inhibitor evolved separately during evolution.	hu_HU
dc.description.corrector	NE
dc.format.extent	87	hu_HU
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/2437/242161
dc.language.iso	hu	hu_HU
dc.language.iso	en	hu_HU
dc.subject	Candida albicans	hu_HU
dc.subject	protein phosphatase Z1	hu_HU
dc.subject	protein foszfatáz Z1
dc.subject	videomikroszkópia
dc.subject	Hal3
dc.subject	Cab3
dc.subject	CoA bioszintézis
dc.subject	fehérje-fehérje kölcsönhatás
dc.subject	videomicroscopy
dc.subject	CoA biosynthesis
dc.subject	protein-protein interaction
dc.subject.discipline	Elméleti orvostudományok	hu
dc.subject.sciencefield	Orvostudományok	hu
dc.title	A protein foszfatáz Z szerepe és regulációja Candida albicans-ban	hu_HU
dc.title.translated	The function and regulation of protein phosphatase Z in Candida albicans	hu_HU