Levaduras Termotolerantes: Aplicaciones Industriales, Estrés Oxidativo y Respuesta Antioxidante.
Estrés oxidativo en levaduras generado por altas temperaturas.
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S. cerevisiae es una levadura ampliamente utilizada para la producción de proteínas recombinantes de interés industrial o medicinal
Las ERO generadas a altas temperaturas, alteran las membranas celulares, proteínas y ADN, y causan finalmente, la muerte celular
ERO: Especies reactivas de oxígeno
El estrés por temperatura puede inducir diferentes genes antioxidantes en levaduras, mientras que el H2O2 induce diferentes Hsp’s.
La cual es una relación entre el estrés por temperatura y el estrés oxidativo
Mutantes de levaduras con deleción en genes para enzimas antioxidantes como catalasa, superóxido dismutasa y tiorredoxina peroxidasa, son más sensibles al efecto letal de altas temperaturas, mientras que la sobreexpresión de los genes de la catalasa y la superóxido dismutasa, causa un aumento en su termotolerancia.
Mecanismos de respuesta fisiológicos de las levaduras a altas temperatura
Los efectos letales del estrés por altas temperaturas en levaduras, es el resultado de daño a proteínas, membranas y otras estructuras celulares
Cepas de S. cerevisiae termotolerantes aisladas mediante evolución adaptativa a temperaturas de 40°C o mayores, modificaron la composición de esteroles de sus membranas de ergosterol a fecosterol.
La proteína Hsp104 de S. cerevisiae restaura la estructura de proteínas desnaturalizadas usando energía en forma de ATP y un sistema de chaperonas Hsp70p/Hsp40p.
La expresión de la Hsp104 en S. cerevisiae es baja en condiciones normales de temperatura.
Por lo tanto, a altas temperaturas aumenta significativamente su concentración
La tolerancia del metabolismo de las levaduras a alta temperatura es controlada por diferentes genes.
Relacionados con la síntesis metabolitos específicos para la protección de las células en altas temperaturas.
Se reportó que el estrés por temperatura induce una desporalización mitocondrial, causando una subsecuente producción ERO y estrés oxidativo.
Levaduras termotolerantes en la producción de proteínas recombinantes
Las levaduras como sistemas de producción de proteínas recombinantes presentan las ventajas de los organismos unicelulares y modificaciones postraduccionales eucariotas.
Modificaciones postraduccionales eucariotas:Procesamiento proteolítico, plegamiento, formación de puentes disulfuro y glicosilación.
A 30°C el RE de la levadura sufre de estrés mediante la retención de G3-pro-rhIL10 en un estado inmaduro, dañando la capacidad de plegamiento del RE, disminuyendo la viabilidad celular y producción de la proteína rhIL-10.
RE: Retículo plasmático.
Las levaduras termotolerantes podrían producir proteínas termotolerantes y proteínas producidas por otros microorganismos termotolerantes no eucariontes.
El impacto de una gama de temperaturas en la producción de diversas proteínas heterólogas se ha explorado mediante el uso de la levadura K. marxianus
Produccion de Levaduras termotolerantes:.
La levadura Hansenula polimorpha es una levadura con capacidad de crecer hasta 49°C.
Proteínas heterólogas es Arxula adeninivorans
Una mayor comprensión de la fisiología y respuesta a la temperatura en levaduras productoras de proteínas heterólogas, podría permitir la obtención de mayores rendimientos y calidad en la producción de proteínas.