Systems biology approach for quantitative analysis of glutathione metabolism in non-conventional yeasts

Geleneksel olmayan mayalar (KOM), geleneksel mayalara kıyasla moleküler portföylerinde tipik olarak daha zengin olduklarından, hem uygulamalarda hem de metabolizmanın temel anlayışında endüstriyel biyoteknoloji bağlamında artan ilgi görmektedir. Bununla birlikte, KOM'ların farklı çevresel streslere tepkisi üzerine çalışmalar emekleme aşamasındadır. Özellikle oksidatif ve/veya indirgeyici stres tipik olarak mayanın aerobik hayat döngüsünün kaçınılmaz bir parçası olarak ortaya çıkar. Maya hücreleri oksidatif strese enzimatik (SOD, katalaz, peroksidaz reaksiyonları) ve/veya metabolik (glutatyon veya ürik asit üretim yolları) multi-omik ve karmaşık tepkiler yoluyla yanıt verir. İndirgeyici strese tepki, artan antioksidan seviyelerinden kaynaklanabilir. Her iki stres de tipik olarak hücre içi redoks dengesini bozar. Konvansiyonel olmayan mayaların oksidatif strese nasıl tepki verdiği sorusundan yola çıkarak, bu tez KOM'larda hücre içi amino asitlerin ve glutatyon seviyelerinin nicel araştırmasına odaklanmıştır. Sistem biyolojisi yaklaşımını takiben, literatürden alınan transkriptom verilerinin yanı sıra fermantasyon profilleri, fluksom ve hedeflenen metabolom hakkında oluşturulan veriler, geleneksel ve geleneksel olmayan mayalar için hem oksidatif hem de indirgeyici streslere yanıt olarak toplu olarak dikkate alınmıştır. Bu çalışma ile düşük amino asit konsantrasyonlarında organizmalar arasında bir tutarsızlık olduğu saptanmıştır. Ayrıca, her iki maya için de amino asit seviyeleri 150L ölçeğinde 3L ölçeğine göre 3-5 kat daha düşüktür. Oksidatif stres, her iki mayada da kısa vadede amino asit seviyelerinde farklı tepkiye neden olmuştur. S. cerevisiae'da kemostatta 5 mM H2O2 ile indüklenen oksidatif stres ile glutatyon seviyeleri artmıştır. Bu tezde, partiden partiye, numuneden numuneye ve enjeksiyondan enjeksiyona varyansları karşılaştırarak, hedeflenen kantitatif metabolomik yaklaşımın başarıyla uygulandığı sonucuna varılabilir. Son olarak, yüksek GSH üreten maya türleri, klasik UV-mutajenez yaklaşımıyla elde edilmiştir. Bu suşlar, doğal suşa kıyasla GSH içeriğinde yüzde 50'ye varan bir artışa sahiptir. Bu tezde elde edilen sonuçlar, bu mayaların oksidatif veya redüktif strese karşı farklı tepkilerine ışık tutmaktadır.