DiscussionHere we demonstrate that

Discussion
Here we demonstrate that cytosolic Ctt1 activity is induced on H2O2 challenge of yeast cells in nutrient-rich YPD medium. Catalase provides protection against H2O2 stress, consistent with its being a highly efficient H2O2 scavenger. Critically, H2O2 challenge of starving cells expressing the CTT1 gene in KPi prevents upregulation of Ctt1 activity and masks the hypersensitivity of ctt1Δ cells to this ROS.

Although catalases have been studied over many years, there are conflicting reports regarding their protective role on H2O2 challenge [10], [11] and [12]. Yeast strains with different genetic backgrounds were examined but the nutrient status of the growth medium is likely a more critical parameter controlling the outcome of H2O2 challenge. For example, a dramatic H2O2-induced catalase upregulation was observed in cells challenged in SCD [10] but not in cells challenged in KPi [11] and [12]. H2O2 adaptation experiments yielded more consistent results but cells were pre-challenged only in nutrient-rich media [11] and [23]. Since catalases are synthesized de novo in response to endogenous or exogenous H2O2 challenge or pre-challenge [10], [19] and [23], nutrients are necessary for their induction and few studies report on catalase activity pre- and post-H2O2 challenge [12].

Glutathione production protects yeast cells on H2O2 challenge in nutrient-free media [25] but this is a highly abundant antioxidant, reaching levels of 10 mM in yeast cytosol [26]. Also, H2O2 challenge in nutrient-free media may reveal the importance of highly abundant, constitutively produced antioxidant enzymes such as glutathione and thioredoxin peroxidases, whereas information on H2O2-induced antioxidant defenses such as catalases is lost. Furthermore, some peroxidases perform roles in addition to H2O2 removal. For example, thioredoxin peroxidase 1 (Tsa1), the most abundant cytosolic peroxiredoxin in yeast, is converted to a dodecameric chaperone on H2O2 stress [27], and is likely critical in protecting other proteins against H2O2-induced misfolding. Therefore, the striking H2O2 hypersensitivity and poor growth on TSA1 deletion [28] may be due mainly to loss of its chaperone rather than H2O2-scavenging function. Deletion of glutathione peroxidase 3 (Gpx3) also results in a dramatic increase in H2O2 sensitivity but not knockout of the Gpx1 and Gpx2 isoforms [29]. This may be attributed to the non-redundant sensor function of Gpx3 [30], [31] and [32] in activation of the Yap1-dependent oxidative stress response [30] and [32]. In essence, the importance of highly abundant antioxidant enzymes, especially those with chaperone or signaling functions, may be apparent on challenge in nutrient-free media whereas the contribution of less abundant, inducible enzymes such as catalases can be masked in starving cells due to the lack of de novo protein synthesis and/or repair.

We also observed that when the catalase activity drops below a threshold level of ~10 U per mg protein, YPH250 and BY4741 cells become sensitive to exogenous H2O2. In fact, based on loss of cell viability, H2O2 becomes lethal to S. cerevisiae when it overwhelms the cell′s inducible Ctt1 activity. For example, on challenge of YHP250 cells with ~2 mM H2O2 the catalase activity drops to the basal level and cell viability plummets ( Fig. 1A,B). BY4741 cells respond in a similar manner on challenge with only 0.8 mM H2O2 ( Fig. 1C,D). We speculate that turnover inactivation by excess H2O2 lowers catalase activity and the induction of apoptosis-like death [5] may play a role in the resulting high cell death rates.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สนทนาที่นี่เราแสดงว่า กิจกรรม Ctt1 cytosolic จะเกิดบนความท้าทาย H2O2 ของเซลล์ยีสต์ใน YPD อุดมไปด้วยสารอาหาร Catalase ช่วยป้องกันความเครียด H2O2 สอดคล้องกับการถูกสัตว์กินของเน่าเป็น H2O2 มีประสิทธิภาพสูง เหลือ H2O2 ท้าทายแสดงยีน CTT1 ใน kpi ของเซลล์อดอยากป้องกัน upregulation Ctt1 กิจกรรม และมาสก์ไวต่อยาของเซลล์ ctt1Δ ไปนี้ ROSแม้มีการศึกษา catalases ปี มีรายงานขัดแย้งกันเกี่ยวกับบทบาทของตนป้องกัน H2O2 ท้าทาย [10], [11] [12] ยีสต์ มีภูมิหลังแตกต่างกันทางพันธุกรรมถูกตรวจสอบ แต่สถานะธาตุอาหารกลางการเจริญเติบโตมีแนวโน้มเป็นพารามิเตอร์สำคัญมากการควบคุมผลลัพธ์ของ H2O2 ท้าทาย Upregulation catalase เกิด H2O2 อย่างเช่น ถูกพบในเซลล์ท้าทาย SCD [10] แต่ไม่ได้อยู่ ในเซลล์ที่ท้าทายใน KPi [11] [12] ทดลองปรับ H2O2 ผลผลลัพธ์ที่มากขึ้น แต่เซลล์ก็สนุก ๆ ล่วงหน้าเฉพาะในสื่อที่อุดมไปด้วยสารอาหาร [11] และ [23] เนื่องจาก catalases จะสังเคราะห์ de novo ตอบบ่อย หรือ endogenous ท้าทาย H2O2 หรือท้าทายก่อน [10], [19] และ [23], สารอาหารจำเป็นสำหรับการเหนี่ยวนำ และบางการศึกษารายงานก่อนกิจกรรม catalase และท้าทาย H2O2 ลง [12]ผลิตกลูตาไธโอนช่วยปกป้องเซลล์ยีสต์ใน H2O2 ท้าทายสื่อสารฟรี [25] แต่นี้คือความอุดมสมบูรณ์สูงสารต้านอนุมูลอิสระ ถึงระดับ 10 มม.ในไซโตซอลยีสต์ [26] ยัง H2O2 ท้าทายสื่อสารฟรีอาจแสดงเอนไซม์สารต้านอนุมูลอิสระสำคัญของอุดมสมบูรณ์สูง ผลิต constitutively เช่นกลูตาไธโอนและ thioredoxin peroxidases ในขณะที่ข้อมูลป้องกันเกิด H2O2 ต้านอนุมูลอิสระเช่น catalases หายไป นอกจากนี้ peroxidases บางทำหน้าที่นอกจากกำจัด H2O2 ตัวอย่าง peroxidase thioredoxin 1 (Tsa1), peroxiredoxin cytosolic อุดมสมบูรณ์มากที่สุดในยีสต์ แปลงเป็น chaperone dodecameric บน H2O2 เครียด [27], และมีแนวโน้มที่สำคัญในการปกป้องโปรตีนอื่น ๆ กับเกิด H2O2 misfolding ดังนั้น H2O2 ที่ไวต่อยาโดดเด่นและเติบโตไม่ดี TSA1 ลบ [28] ได้ครบกำหนดส่วนใหญ่จะสูญเสียของ chaperone แทนฟังก์ชัน H2O2 scavenging การลบ peroxidase กลูตาไธโอน 3 (Gpx3) ยังผลในการเพิ่มขึ้นอย่างมากใน H2O2 ไวแต่ไม่น่าพิศวงของ isoforms Gpx1 และ Gpx2 [29] นี้อาจเกิดจากการทำงานของเซนเซอร์ที่ไม่ซ้ำซ้อนของ Gpx3 [30], [31] [32] ในการเปิดใช้งานการตอบสนองความเครียด oxidative ขึ้นอยู่กับ Yap1 [30] และ [32] ในสาระสำคัญ ความสำคัญของเอนไซม์ สารต้านอนุมูลอิสระสูงมากโดยเฉพาะกับ chaperone หรือสัญญาณฟังก์ชัน ได้ชัดเจนบนความท้าทายในการสื่อสารฟรีในขณะที่สัดส่วนของเอนไซม์ inducible น้อยมากเช่น catalases สามารถสวมหน้ากากในอดอยากขาด de novo โปรตีนสังเคราะห์และ/หรือซ่อมแซมเซลล์เรายังสังเกตที่กิจกรรม catalase ขีดระดับขีดจำกัด ~ 10 U ต่อมิลลิกรัมโปรตีน YPH250 และ BY4741 เซลล์เป็นสำคัญให้ H2O2 บ่อย ในความเป็นจริง ตามการสูญเสียของเซลล์ชีวิต H2O2 จะยุทธภัณฑ์เพื่อ S. cerevisiae เมื่อมัน overwhelms Ctt1 cell′s inducible กิจกรรม ตัวอย่าง บนความท้าทายของเซลล์ YHP250 ~ 2 มม. H2O2 กิจกรรม catalase หยดระดับโรคและ plummets ชีวิตเซลล์ (Fig. 1A, B) BY4741 เซลล์ตอบสนองเหมือนอย่างบนความท้าทายกับเพียง 0.8 มม. H2O2 (Fig. 1C, D) เราคาดการณ์ว่า ยกเลิกการเรียกการหมุนเวียน โดย H2O2 ส่วนเกินช่วยลดกิจกรรม catalase และเหนี่ยวนำ apoptosis เหมือนตาย [5] อาจมีบทบาทในอัตราตายสูงเซลล์ผลลัพธ์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

คำอธิบาย
ที่นี่เราแสดงให้เห็นว่ากิจกรรม Ctt1 cytosolic ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดความท้าทาย H2O2 ของเซลล์ยีสต์ในอุดมด้วยสารอาหารกลาง YPD catalase ให้การป้องกันความเครียด H2O2 สอดคล้องกับการกินของเน่า H2O2 ที่มีประสิทธิภาพสูงของ ฉกรรจ์ท้าทาย H2O2 ของเซลล์ที่หิวโหยแสดงยีน CTT1 ใน KPI ป้องกันไม่ให้ upregulation ของกิจกรรม Ctt1 และมาสก์แพ้ของเซลล์ctt1Δเพื่อ ROS นี้. แม้ว่า catalases ได้รับการศึกษาในช่วงหลายปีที่ผ่านมีรายงานที่ขัดแย้งกันเกี่ยวกับบทบาทในการป้องกันของพวกเขาเกี่ยวกับความท้าทาย H2O2 [ 10] [11] และ [12] สายพันธุ์ยีสต์ที่มีภูมิหลังทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน แต่มีการตรวจสอบสถานะสารอาหารของสื่อการเจริญเติบโตมีแนวโน้มพารามิเตอร์ที่สำคัญมากขึ้นในการควบคุมผลของความท้าทาย H2O2 ยกตัวอย่างเช่นการแสดงละครชักนำ-H2O2 catalase upregulation ถูกพบในเซลล์ท้าทายใน SCD [10] แต่ไม่ได้อยู่ในเซลล์ท้าทายใน KPI [11] และ [12] H2O2 ทดลองการปรับตัวมากขึ้นส่งผลให้ผลที่สอดคล้องกัน แต่เซลล์ถูกก่อนท้าทายเฉพาะในสื่อที่อุดมด้วยสาร [11] และ [23] ตั้งแต่ catalases มีการสังเคราะห์โนโวในการตอบสนองต่อความท้าทาย H2O2 ภายนอกหรือจากภายนอกหรือ pre-ท้าทาย [10] [19] และ [23], สารอาหารที่มีความจำเป็นสำหรับการเหนี่ยวนำของพวกเขาและการศึกษาน้อยรายงานเกี่ยวกับกิจกรรม catalase ก่อนและท้าทายการโพสต์ H2O2 [12]. การผลิตกลูตาไธโอนช่วยปกป้องเซลล์ยีสต์ในความท้าทาย H2O2 ในสื่อสารอาหารฟรี [25] แต่นี้เป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่อุดมสมบูรณ์สูงถึงระดับ 10 มิลลิในเซลล์ยีสต์ [26] นอกจากนี้ความท้าทาย H2O2 ในสื่อสารอาหารฟรีอาจแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของความอุดมสมบูรณ์สูง constitutively ผลิตเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระเช่นกลูตาไธโอนและ thioredoxin peroxidases ในขณะที่ข้อมูลเกี่ยวกับการป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระ H2O2 ที่เกิดขึ้นเช่น catalases จะหายไป นอกจากนี้บาง peroxidases ดำเนินบทบาทสำคัญในการนอกเหนือจากการกำจัด H2O2 ตัวอย่างเช่น thioredoxin peroxidase 1 (Tsa1) ที่มีมากที่สุด cytosolic peroxiredoxin ในยีสต์จะถูกแปลงเป็นพี่เลี้ยง dodecameric ความเครียด H2O2 [27] และมีแนวโน้มที่สำคัญในการปกป้องโปรตีนอื่น ๆ ต่อ misfolding H2O2 เหนี่ยวนำให้เกิด ดังนั้นแพ้ H2O2 ที่โดดเด่นและการเจริญเติบโตที่ไม่ดีในการลบ TSA1 [28] อาจจะเป็นเพราะส่วนใหญ่การสูญเสียของพี่เลี้ยงของมันมากกว่าฟังก์ชั่น H2O2-ไล่ การลบกลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเด 3 (Gpx3) นอกจากนี้ยังส่งผลในการเพิ่มขึ้นอย่างมากในความไว H2O2 แต่ไม่น่าพิศวงของ Gpx1 และไอโซฟอร์ม Gpx2 [29] ซึ่งอาจนำมาประกอบกับฟังก์ชั่นเซ็นเซอร์ที่ไม่ซ้ำซ้อนของ Gpx3 [30], [31] และ [32] ในการเปิดใช้งานตอบสนองต่อความเครียด oxidative Yap1 ขึ้นอยู่กับ [30] และ [32] ในสาระสำคัญความสำคัญของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระที่อุดมสมบูรณ์อย่างมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีพี่เลี้ยงหรือฟังก์ชั่นการส่งสัญญาณอาจจะเป็นที่ชัดเจนเกี่ยวกับความท้าทายในการสื่อสารอาหารฟรีในขณะที่การมีส่วนร่วมของความอุดมสมบูรณ์น้อยกว่าเอนไซม์ inducible เช่น catalases สามารถสวมหน้ากากในเซลล์ที่หิวโหยเนื่องจาก ขาดของการสังเคราะห์โปรตีนโนโวและ / หรือการซ่อมแซม. นอกจากนี้เรายังตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อกิจกรรม catalase ลดลงต่ำกว่าระดับเกณฑ์ของ ~ 10 U ต่อมิลลิกรัมโปรตีน YPH250 และ BY4741 กลายเป็นเซลล์ที่ไวต่อ H2O2 ภายนอก ในความเป็นจริงขึ้นอยู่กับการสูญเสียของการมีชีวิตเซลล์ H2O2 กลายเป็นตายเพื่อ S. cerevisiae เมื่อมันทุกข์ระทม inducible เซลล์กิจกรรม Ctt1 ยกตัวอย่างเช่นในความท้าทายของเซลล์ YHP250 กับ ~ 2 มิลลิ H2O2 กิจกรรม catalase ลดลงถึงระดับต่ำและมีชีวิตเซลล์ plummets (รูป. 1A, B) BY4741 เซลล์ตอบสนองในลักษณะที่คล้ายคลึงกับความท้าทายที่มีเพียง 0.8 มิลลิ H2O2 (รูป. 1C, D) เราคาดการณ์ว่าผลประกอบการโดยการใช้งานเกิน H2O2 ลดกิจกรรม catalase และเหนี่ยวนำของการตายการตายเหมือน [5] อาจมีบทบาทสำคัญในอัตราการตายของเซลล์ที่ระดับสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การอภิปราย
ที่นี่เราแสดงให้เห็นว่า cytosolic ctt1 กิจกรรมบนความท้าทายของการสลายเซลล์ยีสต์ที่อุดมไปด้วยสารอาหาร ypd ปานกลาง สามารถให้การป้องกันสลายความเครียด สอดคล้องกับการเป็นของแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพสูง วิกฤต ,ความท้าทายของอดอยาก H2O2 แสดงยีนในเซลล์ ctt1 KPI ป้องกันระหว่างกิจกรรมและการดำเนินของ ctt1 มาสก์ ctt1 Δเซลล์ รอส นี้

แต่ catalases ได้รับการศึกษามาหลายปี มีรายงานที่ขัดแย้งกันเกี่ยวกับบทบาทการป้องกันของ H2O2 ท้าทาย [ 10 ] [ 11 ] และ [ 12 ]ยีสต์สายพันธุ์ที่มีภูมิหลังทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแต่สถานะธาตุอาหารของอาหารสูงขึ้นมีแนวโน้มการเพิ่มพารามิเตอร์ควบคุมผลของความท้าทาย H2O2 . ตัวอย่าง และพบว่าสามารถสลายอย่างมากระหว่างเซลล์ท้าทาย SCD [ 10 ] แต่ไม่ได้อยู่ในเซลล์ที่ท้าทายใน KPI [ 11 ] และ [ 12 ]แบตเตอรี่การทดลองให้ผลผลลัพธ์ที่สอดคล้องกันมากขึ้น แต่การปรับตัวของเซลล์ถูกท้าทายเท่านั้นก่อนในสื่อที่อุดมไปด้วยสารอาหาร [ 11 ] และ [ 23 ] ตั้งแต่ catalases จะได้อีกครั้งในการตอบสนองต่อความท้าทายภายในหรือภายนอก H2O2 หรือ pre ท้าทาย [ 10 ] [ 19 ] และ [ 23 ] สารอาหารที่จําเป็นสําหรับการอุปนัย และรายงานการศึกษาน้อยในนักศึกษาก่อนและความท้าทาย post-h2o2

[ 12 ]การผลิตกลูต้าไธโอน ช่วยป้องกันเซลล์ยีสต์ที่ใช้ H2O2 ท้าทายสื่อ [ 25 ] แต่นี้ฟรีมีสารต้านอนุมูลอิสระสูงมาก ถึงระดับ 10 มม. ในยีสต์ PDF [ 26 ] ยังใช้ H2O2 ท้าทายสื่อฟรีอาจเปิดเผยความสำคัญสูงมากมาย constitutively ผลิตสารต้านอนุมูลอิสระเอนไซม์ เช่น กลูต้าไธโอน และ เพอร์ กซิเดส thioredoxin ,ในขณะที่ข้อมูลเกี่ยวกับการสลายของสารต้านอนุมูลอิสระป้องกัน เช่น catalases หายไป นอกจากนี้ บางเพอร์ กซิเดสแสดงบทบาทนอกจาก H2O2 กำจัด ตัวอย่างเช่น thioredoxin เปอร์ 1 ( tsa1 ) , peroxiredoxin cytosolic ชุกชุมที่สุดในยีสต์ จะถูกแปลงเป็นคนคุมเรื่องความเครียด [ 27 ] dodecameric H2O2 ,และเป็นโอกาสที่สำคัญในการปกป้องการสลายโปรตีนอื่น ๆ กับ misfolding . ดังนั้น ที่โดดเด่นและการเจริญเติบโตที่ดีใน tsa1 H2O2 ก่อนลบ [ 28 ] อาจจะเนื่องจากการสูญเสียของ H2O2 พี่เลี้ยงมากกว่าการฟังก์ชันการลบของกลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดส ( gpx3 ) ยังมีผลในการเพิ่มขึ้นอย่างมากในความพิศวงของแบตเตอรี่ แต่ไม่ gpx1 และ gpx2 ต่อ [ 29 ] นี้อาจจะเกิดจากเซ็นเซอร์ไม่ซ้ำซ้อนการทำงานของ gpx3 [ 30 ] , [ 31 ] และ [ 32 ] ในการเปิดใช้งานของ yap1 ขึ้นอยู่กับการตอบสนองความเครียดออกซิเดชัน [ 30 ] และ [ 32 ] ในสาระ สำคัญของเอนไซม์สารต้านอนุมูลอิสระสูงมาก ,โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการเป็นพี่เลี้ยง หรือหน้าที่อาจจะปรากฏบนความท้าทายในสื่อฟรีสารอาหารในขณะที่ผลงานของอุดมสมบูรณ์น้อยลง เอนไซม์ inducible เช่น catalases สามารถสวมหน้ากากในเซลล์ที่หิวโหยเนื่องจากการขาดของเดอโนโวสังเคราะห์โปรตีนและ / หรือซ่อมแซม .

เราก็สังเกตว่า เมื่อสามารถลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ระดับกิจกรรม ~ 10 U / mg โปรตีน ,yph250 by4741 อ่อนไหวกับภายนอกเซลล์และแบตเตอรี่ . ในความเป็นจริงขึ้นอยู่กับการสูญเสียเซลล์แบตเตอรี่จะตายเพื่อ , S . cerevisiae เมื่อมันล้นคุก’กิจกรรม ctt1 inducible . ตัวอย่างเช่น บนความท้าทายของ yhp250 เซลล์ ~ 2 มม. ที่สามารถสลายกิจกรรมลดลงเป็นระดับแรกเริ่มเซลล์แบบนี้ ( รูปที่ 1A , B )by4741 เซลล์ตอบสนองในลักษณะที่คล้ายกันในความท้าทายที่มีเพียง 0.8 มิลลิเมตร แบตเตอรี่ ( รูปที่ 1C , D ) เราคาดการณ์ว่าผลประกอบการใช้ H2O2 ส่วนเกินลดนักศึกษาและการเกิดตาย [ 5 ] อาจมีบทบาทในการทำให้เซลล์ตาย

สูงอัตรา