Este trabalho iniciou-se com o objetivo de superexpressar proteínas com atividade ATPase, como tentativa de alterar a conservação de energia livre na levedura S. cerevisiae, de maneira a aumentar o rendimento da fermentação alcoólica. Para isso, duas ATPases nativas de S. cerevisiae, as chaperonas codificadas pelos genes HSP104 e CDC48, foram superexpressas, individualmente, sob o controle de quatro promotores de diferentes forças, provocando diferentes gastos energéticos na levedura. Entretanto, não foi possível obter aumento no rendimento em etanol. Em seguida, foi feito um estudo que visou comparar essas linhagens em situação de estresse térmico, ácido ou osmótico, tipicamente encontrados no processo brasileiro de produção de etanol. A 40 °C, uma linhagem superexpressando CDC48 apresentou velocidade específica máxima de crescimento 17 % maior que a linhagem de referência, indicando maior tolerância ao estresse térmico. Finalmente, avaliou-se Hsp104 e Cdc48 em um contexto fisiológico no qual as atividades dessas proteínas pudessem ser mais requeridas. Como as chaperonas moleculares são conhecidas por agirem como primeira linha de defesa contra a formação de proteínas incorretamente enoveladas e agregados proteicos, estudaram-se a morfologia e a fisiologia da superexpressão de HSP104 e CDC48 em linhagens com desarranjo no controle de qualidade de proteínas intracelulares, causado por mutações no proteassomo 20S. A superexpressão de CDC48 ou HSP104 reverteu em parte a morfologia alterada de alguns desses mutantes de proteassomo. / The initial goal of this work was to overexpress proteins with ATPase activity in Saccharomyces cerevisiae, as an attempt to alter the conservation of free energy in this yeast, in order to increase alcoholic fermentation yield. Therefore, two native S. cerevisiae ATPases, the chaperones encoded by HSP104 and CDC48, were individually overexpressed under the control of four promoters with different strengths, in order to provoke different levels of energy expenditure. Increments in the ethanol yield could not be observed in any of the constructed strains. Subsequently, a study was carried out to compare these mutant strains with reference strains under heat, acid or osmotic stress, which are typically found in the industrial fuel ethanol production in Brazil. At 40 oC a strain overexpressing CDC48 displayed a maximum specific growth rate 17 % higher than that of the reference strain, indicating a greater tolerance to heat stress. Finally, Hsp104 and Cdc48 were evaluated in a physiological context in which the activity of these proteins would be required in a higher level. Since molecular chaperones are known to act as the first defense line against the formation of misfolded proteins and aggregates, the physiological and morphological effects of HSP104 or CDC48 overexpression were analyzed in strains with protein quality control disarrangements caused by mutations in proteasome 20S. The overexpression of either CDC48 or HSP104 partially reversed the altered morphology of some of these proteasome mutants.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-15032017-082403 |
| Date | 19 December 2016 |
| Creators | Letícia Veloso Ribeiro Franco |
| Contributors | Andreas Karoly Gombert, Mário Henrique de Barros, Adriano Rodrigues Azzoni, Rosana Goldbeck, José Gregorio Cabrera Gomez, Erich Birelli Tahara |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Química, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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