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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.60.2009.tde-24042009-084612
Documento
Autor
Nome completo
Janice Aparecida Rafael Arakawa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2009
Orientador
Banca examinadora
Said, Suraia (Presidente)
Furtado, Niege Araçari Jacometti Cardoso
Guimarães, Luis Henrique Souza
Pietro, Rosemeire Cristina Linhari Rodrigues
Uyemura, Sergio Akira
Título em português
Fosfolipase C e sua interação com a fonte de carbono, cálcio, PKC e o ciclo de divisão celular em Aspergillus nidulans
Palavras-chave em português
Aspergillus nidulans
fosfolipase C
íons cálcio
Resumo em português
Os conhecimentos sobre os mecanismos regulatórios responsáveis pelo crescimento dos fungos filamentosos apresentam lacunas e sua compreensão é necessária para o desenvolvimento de uma terapêutica antifúngica mais adequada, assim como para incrementar a síntese de produtos de interesse comercial. Assim sendo, estudar o envolvimento do Ca2+ na resposta de um fungo modelo como A. nidulans sob fontes de carbono diferentes constitui um meio de gerar conhecimentos sobre as características de crescimento dos fungos filamentosos, de sua resposta a adaptação ambiental e dos mecanismos que controlam essa resposta. Analisou-se na linhagem A26 e na AP27, esta última com ruptura do gene da plcA, o gradiente de Ca2+ citosólico, a morfologia das hifas, a germinação e o ciclo de divisão nuclear quando as linhagens tinham calcineurina ou calmodulina inibidas e quando os canais de Ca2+ estavam bloqueados ou abertos. Os níveis de Ca2+ citosólico na linhagem A26, crescendo em presença de glicose, foram maiores que os detectados em meio suplementado com pectina. O ciclo de germinação e divisão celular no AP27, independentemente da fonte de carbono, mostrou-se mais lento se comparado com a linhagem A26, provavelmente devido ao fato de seus estoques intracelulares de Ca2+, tanto em nível vesicular quanto citosólico, serem menores. A linhagem AP27 apresentou ramificações dicotômicas nas pontas das hifas e nas hifas laterais em ambas as fontes de carbono nas quais foi cultivada, o que não se observou na linhagem A26. Quando calcineurina foi inibida por ciclosporina A, as hifas das duas linhagens, em ambas condições de cultivo, alongaram-se menos e apresentaram-se mais ramificadas, no entanto este efeito foi mais pronunciado em presença de glicose, e entre as duas linhagens pode-se dizer que foi mais intenso na linhagem AP27, demonstrando a importância dos níveis de cálcio na atividade desta enzima e conseqüentemente no desenvolvimento normal das hifas. A abertura dos canais de Ca2+, por ionóforo, produziu hiperramificação em ambas as linhagens, mas principalmente quando cresciam em pectina e ao contrário do efeito observado em presença de verapamil, que bloqueia os canais de Ca2+, não promoveram hifas laterais e nem pontas dicotômicas. No entanto o outro bloqueador dos canais de Ca2+ testado, ácido caurenóico, apresentou efeito morfológico diferente, pois as hifas tornaram-se curvas o que indica perda de polaridade. O inibidor da calmodulina (TFP) retardou a germinação, principalmente no mutante AP27, quando crescendo em presença de glicose. Lembrando que o complexo Ca2+/CaM ativa a calcineurina e que o mutante apresenta menores níveis de cálcio, esse resultado é justificável. A ruptura do gene plcA não impediu o crescimento e desenvolvimento do mutante, provavelmente porque a função desta enzima poder ser provida por outras partes do genoma, mas comprometeu os níveis intracelulares de cálcio e conseqüentemente a sua morfologia. Este estudo mostra a importância da fosfolipase C, para manutenção dos níveis intracelulares de Ca2+, no desenvolvimento normal das hifas de A. nidulans e, pela primeira vez, demonstra que esses níveis são diferentes quando o fungo cresce em presença de uma fonte de carbono, prontamente metabolizável ou não. Esses resultados conferem ao cálcio um papel modulador nessas condições de cultivo.
Título em inglês
Phospholipase C and their interaction with carbon source, calcium, PKC and cell cycle division in Aspergillus nidulans
Palavras-chave em inglês
Aspergillus nidulans
Ca2+ ions
Phospholipase C
Resumo em inglês
The knowledge about regulatory mechanisms responsible for filamentous fungi growth presents lacks and its understanding is important to develop adequate antifungal therapy either to contribute the synthesis of interestingly commercial products. By this way, study Ca2+ relationship to a fungal model as A. nidulans about different carbon sources, constitute knowledge about the filamentous fungi growing characteristics, environment adaptation and its control mechanisms. The strains A26 and AP27 was analyzed, this last one with disruption plcA gene, cytosolic Ca2+ gradient hyphal morfology, germination and nuclear division cycle when these strains had calcineurin or calmodulin inhibition and Ca2+ channel were blocked or opened. Cytosolic Ca2+ levels in A26 strain, growing in the presence of glucose was higher than supplemented media with pectin. AP27 strain, independently of carbon source, demonstrated lower germination and cell division than A26 strains, probably due to the fact that intracellular Ca2+ stocks either vesicular as cytosolic levels were lower. AP27 strain presented dichotomous branching at tip-high and lateral hyphae, at both carbon source that was grown, didnt observed at A26 linkage. When calcineurin was inhibited by cyclosporin A, hyphae from both strains, in both growth conditions, had less elongated and showed more branching, however this effect was more pronounced in presence of glucose, and between both strains was more intense at AP27 strain, indicating the importance of Ca2+ levels at this enzymatic activity and therefore the normal development of hyphae. The opening of Ca2+ channel by ionophore, produced hyperbranching in both strains, even when growth in pectin and in contrast of effect observed in the presence of verapamil, that blocks Ca2+ channels, didnt promote lateral or tip high dichotomous branching. However kaurenoic acid, an another Ca2+ channel blocker tested, presented different morphological effect, because hyphae became curved, indicating loss of polarity. Calmodulin inhibitor (TFP) delayed germination mainly at mutant AP27, when growing in the presence of glucose. Remembering that Ca2+/CaM complex activate calcineurin and the mutant exhibit lower Ca2+ levels, justifying this results. The rupture of plcA gene didnt affected growth and development of mutant, probably because the function of this enzyme can be provided by another parts of genoma, damaged the Ca2+ intracellular levels and consequently its morphology. This study shows the importance of fosfolipase C to maintaining the intracellular Ca2+ levels, at the normal hyphae development of A. nidulans and for the first time, demonstrating that this levels are different when fungi are grown in the presence of carbon source, promptly metabolizable or not. This results gives to Ca2+ as modulator at growth conditions.
 
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Data de Publicação
2009-09-25
 
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