Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/332515
Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Aspergillus nidulans as a model to manipulate unfolded protein response-related genes : Aspergillus nidulans como modelo para manipulação de genes envolvidos no processo de unfolded protein response
Title Alternative: Aspergillus nidulans como modelo para manipulação de genes envolvidos no processo de unfolded protein response
Author: Zubieta, Mariane Paludetti, 1985-
Advisor: Damásio, André Ricardo de Lima, 1983-
Abstract: Resumo: Em eucariotos, o unfolded protein response (UPR) regula positivamente genes responsáveis por restaurar a homeostase no retículo endoplasmático (RE) durante o acúmulo de proteínas enoveladas incorretamente. A homeostase é restaurada devido à ativação de genes relacionados à via secretória, como aqueles que codificam chaperonas e foldases, o que aumenta, por sua vez, a capacidade de enovelamento de proteínas pelo RE. Alguns sistemas de produção de proteínas heterólogas têm sido desenvolvidos com a super-expressão individual de chaperonas e foldases nas células. Entretanto, a taxa de sucesso com a aplicação dessa estratégia é baixa. Estudos têm mostrado que a manipulação de genes que respondem ao UPR em linhagens fúngicas podem levar ao aumento na produção de proteínas de interesse. Neste trabalho, inicialmente estudamos e identificamos o perfil de proteínas que são recrutadas para expressar e produzir proteínas heterólogas em A. nidulans por espectrometria de massas. Posteriormente, identificamos nas cepas de A. nidulans os genes que respondem ao tratamento com ditiotreitol e tunicamicina, drogas que induzem o UPR. Finalmente, selecionamos 12 genes associados à via de secreção em A. nidulans, os quais foram deletados em cepas recombinantes de A. nidulans, uma que secreta xilanase homóloga (xlnE, 5B3 strain) e outra xilanase heteróloga (tpet_0854, 854 strain). A deleção de uma ciclofilina e de uma chaperona molecular Hsp40 resultou no aumento de 1,25 e 1,70 vezes na secreção de xlnE, respectivamente. Da mesma forma, a deleção de uma tiorredoxina e uma manosiltransferase também aumentou, ainda que em níveis mais baixos, a secreção de xlnE. Os resultados ainda mostraram que a secreção de proteínas totais diminuiu nessas cepas delatadas. Considerando os resultados, essa abordagem demonstrou aumento expressivo na produção de enzimas-alvo, sugerindo que a manosiltransferase, a chaperona Hsp40, a ciclofilina e a tiorredoxina codificadas pelos genes deletados desempenham um papel importante na regulação da produção de proteína em A. nidulans. Entretanto, ainda não entendemos o mecanismo envolvido no aumento da secreção de xlnE após as deleções. Sugerimos que a maior produção de enzimas nas cepas deletadas possa estar relacionada à ativação do UPR e também a um "afrouxamento" no rigor do enovelamento de proteínas pela célula, resultando em um controle de qualidade mais brando e maior secreção de proteínas para o meio extracelular

Abstract: In eukaryotes, the unfolded protein response (UPR) positively regulates genes responsible for restoring homeostasis in the endoplasmic reticulum (ER) during accumulation of misfolded proteins. The homeostasis is restored due to the activation of genes related to proteins secretion such as those encoding for chaperones and foldases, which, in turn, increase protein folding capacity by RE. In fact, some systems for heterologous protein production have been developed by the individual overexpression of chaperones and foldases in the hosting cells. However, the success rate of this strategy usually is quite low. Studies on the manipulation of genes that respond to UPR in fungal strains are interesting aiming a higher production of proteins. In this work, we initially identified the profile of proteins that are recruited to express and produce heterologous proteins in A. nidulans by mass spectrometry. Subsequently, we proceeded the identification of genes that respond to UPR-activating chemicals such as dithiothreitol and tunicamycin. Finally, we selected 12 genes with a predicted function in the A. nidulans secretion pathway. These 12 genes were deleted in an A. nidulans recombinant strain producing an homologous xylanase (xlnE, 5B3 strain) and another recombinant strain producing an heterologous xylanase (tpet_0854, 854 strain). The deletion of cyclophilin and a molecular chaperone Hsp40 resulted in an increase around 1.25 and 1.70-fold in the xlnE activity, respectively. Similarly, the deletion of thioredoxin and glycosyl phosphatidyl inositol-mannosyltransferase also increased the xlnE secretion even at lower levels. The results also showed a decreased production of total proteins production in these deleted strains. Thus, our results suggest that proteins such as glycosyl phosphatidyl inositol-mannosyltransferase, chaperone Hsp40, cyclophilin and thioredoxin play an important role in the regulation of proteins production by A. nidulans. However, we still do not understand the mechanism involved in increased secretion of 5B3 after the deletions. We suggest that the increased production of enzymes in the deleted strains is related to the activation of the UPR and a "less stringent" protein folding by the cell, resulting in a mild quality control and higher secretion of proteins into the extracellular medium
Subject: Aspergillus nidulans
Engenharia genética
Resposta a proteínas não dobradas
Proteínas recombinantes
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: ZUBIETA, Mariane Paludetti. Aspergillus nidulans as a model to manipulate unfolded protein response-related genes: Aspergillus nidulans como modelo para manipulação de genes envolvidos no processo de unfolded protein response. 2018. 1 recurso online (97 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/332515. Acesso em: 11 Nov. 2020.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Zubieta_MarianePaludetti_D.pdf8.47 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.