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

Einleitung
weise auch bei neutralem pH-Wert und gleichzeitig hohen Konzentrationen an organischen
Säuren statt (Kwon and Ricke, 1998).
Mittels 2D-Elektrophorese konnten in Acetobacter acetii 19 Proteine (Aaps: acetate adaptation
proteins) identifiziert werden, die spezifisch durch Acetat induziert werden (Steiner and
Sauer, 2001).
Weiterhin spielen Proteine zur Reparatur der DNA (Ada) eine Rolle, da diese durch einen
sauren pH-Wert geschädigt wird (Foster, 2000).
Die Ansäuerung ruft ebenfalls eine Aggregation von Proteinen hervor. Diese Aggregation
wird durch die Bindung von Chaperonen an diese Proteine verhindert. Es ist unklar, ob diese
gebundenen Proteine nach Neutralisierung des pH-Wertes rückgefaltet oder abgebaut werden
(Boot et al., 2002).
In Hefen konnten verschiedene Proteine charakterisiert werden, die für eine Anpassung der
Zellen an Säurestress notwendig sind. Durch die Dissoziation der aufgenommenen Säuren
kommt es im Cytoplasma zur Anreicherung von Protonen. Die Plasmamembran H + -ATPase
pumpt Protonen aus der Zelle, wodurch der pH-Wert im neutralen Bereich gehalten wird und
der elektrochemische Protonengradient erhalten bleibt (Goffeau and Slayman, 1981). Dieser
Prozess ist ATP-abhängig. Schwache Säuren, wie z. B. Octansäure oder Sorbinsäure, erhöhen
die Aktivität der Plasmamembran H + -ATPase (Viegas and Sa-Correia, 1991; Viegas et
al., 1994; Holyoak et al., 1996; Viegas et al., 1998). McCusker et al. (1987) zeigten, dass
pma1-Mutanten (plasma membrane H + -ATPase) mit einer geringen Pma1p-Aktivität nicht
mehr in der Lage sind, bei niedrigem pH-Wert und in Anwesenheit schwacher Säuren zu
wachsen. Die Aktivierung der Pma1p wird nicht durch den extrazellulären pH-Wert (z. B.
durch HCl bedingt), sondern durch die Wirkung schwacher organischer Säuren (z. B. Succinat
und Acetat) verursacht (Carmelo et al., 1997). Weiterhin kann die Aktivierung der Pma1p
durch Glucose erfolgen (Serrano, 1983). Die Aktivierung durch Glucose über Phosphorylierung/Dephosphorylierung
ist ein reversibler Prozess (Morsomme et al, 2000), wohingegen
die Aktivierung durch den niedrigen intrazellulären pH-Wert irreversibel zu sein scheint
(Eraso and Gancedo, 1987). Eine weitere Plasmamembran H + -ATPase (Pma2p) wird durch
verschiedene Stressoren (z. B. Octansäure) induziert. Die Expression dieses Proteins ist
aber hundertfach geringer als die von Pma1p, somit ist die Aktivität von Pma2p für die Zelle
kaum von Bedeutung (Viegas et al., 1994; Carmelo et al., 1996).
Hsp30p ist ein Protein der Plasmamembran, das bei verschiedenen Stressbedingungen, wie
Ethanol, Hitzestress oder Glucosemangel, aber auch durch schwache organische Säuren
induziert wird. In Gegenwart schwacher organischer Säuren wird in S. cerevisiae die Aktivität
der H + -ATPase durch Hsp30p gesenkt. Somit wird ein ausgewogener Energiehaushalt bei
länger anhaltenden Stressbedingungen gewährleistet und ein übermäßiger Verbrauch von
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