Influência das vias regulatórias TOR e PKA na capacidade fermentativa da levedura industrial Dekkera Bruxellensis e sua relação com o metabolismo do nitrato

Abstract

Dekkera bruxellensis é uma levedura associada ao processo de fermentação industrial, sendo encontrada na produção de cervejas, vinhos e bioetanol combustível. Na maior parte destes processos, esta levedura foi considerada contaminante. No entanto, sua capacidade de assimilar nitrato como única fonte de nitrogênio, lhe agrega uma vantagem adaptativa no meio industrial. Para a definitiva utilização desta levedura como microrganismo de referência em processos industriais é necessário entender os processos fisiológicos e metabólicos relativos à utilização dos nutrientes disponíveis nos substratos industriais. TOR (Target of Rapamycin) é uma importante via de sinalização celular, altamente conservada em eucariotos que desempenha um papel crucial na regulação do crescimento, proliferação celular, metabolismo e resposta ao estresse. O complexo TORC1 coordena diversas funções celulares em resposta à disponibilidade de nutrientes, e foi relacionado com transcrição sensível a NCR (Nitrogen Catabolic Repression). Sabe-se que a via TOR interage com a via regulatória PKA, que por sua vez controla a expressão dos genes de síntese de ribossomos e proteínas e, como consequência, definindo a taxa de crescimento da célula. Desta forma, o presente projeto pretende avaliar a influência da inibição de TOR e PKA no crescimento celular e no metabolismo fermentativo das células de D. bruxellensis. Nesse sentido, a linhagem industrial GDB248 da levedura D. bruxellensis foi submetida a experimentos utilizando duas diferentes fontes de nitrogênio, na ausência e presença dos inibidores, em condição de aerobiose plena e de limitação de oxigênio, para as análises de crescimento celular e produção de metabólitos extracelulares. Os resultados mostraram que a assimilação de nitrato é controlada por um mecanismo próprio de regulação metabólica, classificado neste trabalho como Via Responsiva ao Nitrato (Nitrate Responsive Pathway – NRP). A inibição de PKA na presença de nitrato em aerobiose, implica em altas taxas de crescimento celular, com isso a inibição de PKA deve ativar a resposta ao estresse oxidativo de D. bruxellensis. Por fim, concluímos que a via PKA estimula o metabolismo oxidativo, enquanto a via TOR estimula o metabolismo redutivo. As implicações industriais desses resultados são dicutidas.