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

Einleitung
senheit von Pi reprimiert (Martinez et al., 1998; Oshima, 1997). Nach Verbrauch von Pi werden
Gene der „phosphate-starvation response“ aktiviert. So wird u. a. das Gen PHO5 (codiert
für eine sekretierte saure Phosphatase mit breitem Substratspektrum) durch den
Transkriptionsaktivator Pho4p induziert (Vogel et al., 1989; Berben et al., 1990; Svaren et al.,
1994; Lenburg and O'Shea, 1996). Die negative Regulation von Pho4p während hoher Pi-
Konzentrationen erfolgt durch die Bindung der Regulatoren Pho80p und Pho85p (Uesono et
al., 1992; Hirst et al., 1994; Kaffman et al., 1994).
Schwefel wird in der Zelle weitgehend nur für die Biosynthese von Methionin und Cystein
benötigt. Arten der Gattung Saccharomyces können Sulfat leicht als Schwefelquelle nutzen.
Dieses wird von zwei Sulfat-spezifischen Permeasen (Sul1p, Sul2p) in die Zelle aufgenommen,
zu Sulfid reduziert und sofort für die Biosynthese von Methionin und Cystein genutzt
(Jones and Fink, 1982; Mountain et al., 1991). Alle Gene, die für die Reduktion und Assimilierung
von Sulfat notwendig sind (MET-Gene), werden auf Transkriptionsebene durch
S-Adenosyl-Methionin (AdoMet) oder Methionin reprimiert (Thomas et al., 1989; Thomas and
Surdin-Kerjan, 1997).
Hefezellen, denen ein oder mehrere lebenswichtige Nährstoffe fehlen, beenden ihren Zellzyklus
und verweilen in der nächsten G1-Phase (Pringle and Hartwell, 1981). Später gehen
sie in die G0- bzw. stationäre Phase über, hier können sie Nährstoffmangel wesentlich länger
überleben als in den anderen Phasen des Zellzyklus. Stehen wieder alle Nährstoffe zur
Verfügung, so geht die Zelle in die G1-Phase zurück und durchläuft den üblichen Zellzyklus
(Winderickx et al., 2003).
1.1.2 Hitzestress
Hitzestress verursacht eine schnelle Akkumulation von Trehalose im Cytoplasma. Trehalose
ist ein Disaccharid, das aus zwei Glucoseeinheiten besteht. Dieser Zucker ist eine wichtige
Substanz zur Erhaltung membraner Strukturen während Wassermangels, Kälte- oder Hitzestresses
(Colaco et al., 1992; Hottiger et al., 1994). Außerdem dient Trehalose zur Stabilisierung
von Proteinen, indem es ihre durch Wärme ausgelöste Aggregation verhindert (Trott
and Morano, 2003). Hitzeschock hat unmittelbare und verzögerte Effekte auf die Zellmembran.
Unmittelbar wird die Permeabilität der Membran für Protonen und Ionen erhöht, dadurch
kommt es zur Störung des Protonengradienten der Plasmamembran. Dies hat zur Folge,
dass die für die Nährstoffaufnahme, Ionenbalance und Regulation des intrazellulären pH-
Wertes wichtige H + -ATPase aktiviert wird (Coote et al., 1994; Piper et al., 1997). Somit kann
der erhöhten passiven Aufnahme von Protonen in die Zelle ein aktiver Transport nach außen
4