Funktionelle Analyse von Proteinen der Gpr1/Fun34/yaaH ...

Einleitung
zuerst die Glucose vergärt (Suomalainen and Oura, 1971; Wills, 1990). Durch Glucose reprimierte
Gene können in drei Klassen eingeteilt werden (Ronne, 1995): I) Spezifische gluconeogenetische
Enzyme (Fructose-1,6-Biphosphatase, Phosphoenolpyruvatcarboxykinase)
und Gene des Glyoxylatzyklus (Isocitratlyase, Malatsynthase) (Yin et al., 1996), II) mitochondriale
Enzyme (Enzyme des Krebszyklus und der Atmung) (de Winde and Grivell, 1993)
und III) Proteine die an der Aufnahme alternativer C-Quellen (Galactose, Maltose) beteiligt
sind. Der Ras/cAMP Signaltransduktionsweg ist unter Berücksichtigung vorhandener Nährstoffe
zur Koordinierung von Wachstum, Zellzyklus und Metabolismus notwendig (Ronne,
1995). Durch diesen Signaltransduktionsweg werden Prozesse während des diauxischen
Shifts und der folgenden post-diauxischen Phase negativ reguliert. Dies führt u. a. zur Aktivierung
von Gis1p. Dieser Transkriptionsfaktor induziert während des diauxischen Shifts Gene,
deren Genprodukte für das Überleben der Zelle unter Nährstofflimitation notwendig sind
(Pedruzzi et al., 2000). Der Snf1p Kinase Komplex ist ein genereller Aktivator für die Derepression
Glucose reprimierter Gene. Seine Aktivität inhibiert die Funktion eines Komplexes,
der aus dem Transkriptionsfaktor Mig1p und den Corepressoren Ssn6p/Cyc8p und
Tup1p/Cyc9p besteht. Dieser Komplex reprimiert die Expression von Genen in Anwesenheit
von Glucose (Nehlin and Ronne, 1990; Nehlin et al., 1991; Keleher et al., 1992; Lundin et al.,
1994; Treitel and Carlson, 1995; Ostling et al., 1996). Bei Glucosemangel wird z. B. die Repression
von CAT8 durch Mig1p aufgehoben (Hedges et al., 1995). Der Transkriptionsaktivator
Cat8p ist für die Expression gluconeogenetischer Gene, die ein CSRE-Motiv (carbon
source responsive element) in ihrem 5´-upstream Bereich enthalten, verantwortlich (Hedges
et al., 1995). Er bindet an die CSRE-Motive und aktiviert somit die Transkription dieser Gene
(Rahner et al., 1996; Randez-Gil et al., 1997).
Viele glycolytische Gene enthalten in ihren Promotoren Bindungsstellen für multifunktionale
Transkriptionsfaktoren, wie z. B. Rap1p, Gcr1p, Rep1p und Abf1p (Chambers et al., 1995).
S. cerevisiae ist in der Lage, eine große Vielfalt an Nährstoffkomponenten als N-Quelle zu
nutzen. Bevorzugte N-Quellen sind Ammonium, Glutamin, Glutamat sowie Asparagin, das in
Ammonium und Glutamat gespalten wird (Cooper, 1982; Magasanik, 1992). Die Verwertung
von Ammonium, Glutamin und Glutamat in Hefezellen ist in Abb. 1 dargestellt. Während des
Wachstums in Anwesenheit dieser N-Quellen werden Enzyme, die für die energieaufwendi-
gere Aufnahme und Verwertung von anderen N-Quellen wie Prolin, Allantoin oder γ-Aminobutyrat
notwendig sind, reprimiert (NCR: nitrogen catabolite repression) (Cooper, 1982;
Magasanik, 1992; Coffman et al., 1995). In S. cerevisiae wird die Stickstoff-Katabolit-
Repression durch vier Transkriptionsfaktoren der GATA-Familie (Aktivatoren: Gln3p, Gat1p/
Nil1p; Repressoren: Dal80p/Uga43p, Deh1p/Gzf3p) reguliert (ter Schure et al., 2000). Bei
Mangel an Stickstoff werden Gln3p und Gat1p im Kern angereichert. Diese Transkriptions-
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