Identificação dos mecanismos moleculares de resistência ao polhexametileno biguanida na levedura Saccharomyces cerevisiae

Abstract

Quando submetidas a condições de estresse as células respondem a partir da indução de genes e ativação de proteínas em mecanismos regulados por cascatas de eventos metabólicos. Na levedura Saccharomyces cerevisiae muitos desses sinais externos são recebidos e amplificados por vias das chamadas MAP quinases. Em estudos anteriores mostramos a eficácia do biocida catiônico polihexametileno biguanida (PHMB) no combate a leveduras que contaminam o processo de fermentação alcoólica industrial. Entretanto, foi observado que certas linhagens de S. cerevisiae são sensíveis a esse biocida. Portanto, para que se possa propor o uso deste composto no controle de contaminações industriais é necessário que conheçam os mecanismos moleculares envolvidos na resposta à ação biológica do PHMB e dos mecanismos de resistência celular a este composto. Trabalhos da literatura mostraram que células de E. coli respondem a este composto a partir da expressão de genes envolvidos na manutenção da integridade da parede celular (CWI). A partir da identificação desses homólogos em Saccharomyces cerevisiae realizamos uma série de experimentos de análise da expressão gênica e da avaliação de linhagens mutantes dessa levedura. Os experimentos mostraram que a cascata regulatória da via da proteína quinase C (PKC) regula a expressão dos genes do mecanismo CWI que respondem às lesões na parede celular induzidas pelo PHMB, causando um estresse osmótico que é sentido e restaurado pelos genes da via HOG. O efeito protetor da trealose, a geração de desequilíbrio redox e a natureza do efeito tóxico sugerem que PHMB dispara o mesmo sinal molecular que é sentido pelas células quando submetidas a estresse etanólico. Além disso, a proteína Yap1, principal regulador da transcrição dos genes de resposta a estresse oxidativo, parece ser crucial para a resistência ao PHMB, embora neste caso a função desse fator de transcrição estaria relacionada com um efeito protetor sobre a parede celular. Com isso, estamos propondo uma nova função biológica para a proteína Yap1 na resposta a estresse industrial em Saccharomyces cerevisiae