Metabolizm energetyczny komórek drożdży Saccharomyces cerevisiae a toksyczność menadionu

Abstract

Menadione (2-methyl-l,4-naphthoquinone) is a prooxidant agent commonly used in laboratory practice. It can induce oxidative damage to many cell biomolecules. The results of earlier studies show that the efficiency of the antioxidant system plays a significant part in the protection of yeast cells from toxic effects induced by menadione. The purpose of this study was to determine the sensitivity of Saccharomyces cerevisiae yeast cells with different types of energy metabolism to menadione. The cells of the wild strain SP4 and its isogenlc respiratory mutant SP4rho~ were used in the experiment. By growing yeast on media containing different carbon sources (fermentable and non-fermentable) cells of different respiratory activity were obtained. The viability of the yeast cells was determined by calculating the colonies grown on solid media in the presence of this prooxidant. Under condition of full respiratory activity of yeast in the presence of the non-fermentable carbon source, ie ethanol, greater sensitivity of yeast cells to menadione was observed than under conditions of repression of the respiratory system (medium containing 2 % or 10 % glucose) in the case of cells of mutants incapable of aerobic respiration and in the presence of the slightly fermentable carbon source, ie raffinose. The results obtained show that the toxicity of menadione is not only connected with the efficiency of cell antioxidant mechanisms but it also depends on the type of energy metabolism of yeast cells.Menadion (2-metylo-1,4 naftochinon) jest powszechnie stosowanym w praktyce laboratoryjnej czynnikiem prooksydacyjnym. Generuje oksydacyjne uszkodzenia makromolekuł komórkowych. Wyniki wcześniejszych badań wskazują, że sprawność systemu antyoksydacyjnego jest bardzo ważna w ochronie komórek drożdżowych przed toksycznymi efektami indukowanymi menadionem. Celem prezentowanej pracy było określenie wrażliwości komórek drożdży Saccharomyces cerevisiae o różnym metabolizmie energetycznym na menadion. W badaniach wykorzystano komórki szczepu dzikiego SP4 oraz jego izogenicznego mutanta oddechowego SP4 rho-. Hodując drożdże w pożywkach zwierających różne źródła węgla (ulegające fermentacji i nie ulegające fermentacji), uzyskano komórki o różnej aktywności oddechowej. Poziom przeżywalności komórek drożdży oznaczono poprzez liczenie kolonii wyrosłych na pożywkach stałych w obecności tego prooksydantu. W warunkach pełnej aktywności oddechowej drożdży w obecności nie ulegającego fermentacji źródła węgla, jakim jest etanol, zanotowano większą wrażliwość komórek drożdży na menadion niż w warunkach represji układu oddechowego (pożywka zawierająca 2 % lub 10 % glukozę), w przypadku komórek mutanta niezdolnego do oddychania tlenowego oraz w obecności słabo fermentowalnego źródła węgla jakim jest rafinoza. Uzyskane wyniki sugerują, że toksyczność menadionu jest związana nie tylko ze sprawnością komórkowych mechanizmów antyoksydacyjnych, ale także zależy od typu metabolizmu energetycznego komórek drożdży