Metabolização de glicose e xilose por Saccharomyces cerevisiae recombinante após deleção do gene ROD1

Abstract

Na biomassa lignocelulósica, como a palha ou bagaço da cana-de-açúcar, a xilose constitui o segundo açúcar mais abundante. No entanto, essa pentose não é fermentada eficientemente por linhagens recombinantes de Saccharomyces cerevisiae, a levedura empregada na produção industrial de álcool combustível. A captação desta pentose por S. cerevisiae é realizada por uma família de transportadores de hexose conhecidos como HXT. Dentre esses, o transportador de baixa afinidade HXT1 foi o escolhido para ser utilizado no presente estudo por permitir a maior atividade de transporte de xilose na presença de glicose, quando comparado aos outros membros da família HXT. Entretanto, muitos transportadores presentes na membrana plasmática são alvos de ubiquitinação, realizada pela proteína RSP5, acarretando na endocitose das permeases para posterior degradação nos vacúolos. Para que a proteína RSP5 possa ubiquitinar os transportadores, esta deve ser recrutada até a membrana por uma família de proteínas chamadas α-arrestinas. Estudos sugerem que a endocitose e ubiquitinação do transportador HXT1 é mediada por uma α-arrestina específica chamada ROD1, cuja atividade possivelmente é induzida por baixas concentrações ou ausência de glicose no meio. Portanto, o presente trabalho estudou a influência da ROD1 na capacidade do transportador HXT1 de permitir o consumo e fermentação de xilose. Para tal, foi deletado o gene ROD1 na linhagem laboratorial DLG-K1T1 (linhagem hxt-null capaz de fermentar a xilose, mas que expressa apenas o HXT1), sendo posteriormente analisados os perfis de crescimento e fermentação de glicose, xilose, ou combinações destes dois açúcares. Os resultados obtidos mostram que a deleção da α-arrestina ROD1 permitiu um maior consumo e crescimento em xilose pela linhagem expressando o HXT1, tanto em meios contendo apenas xilose, ou misturas de xilose e glicose. No entanto, durante fermentações em batelada seja com altas densidades celulares, ou com altas concentrações de xilose e/ou glicose, não foi possível observar nenhuma vantagem na linhagem deletada nesta α–arrestina. Portanto, nossos resultados sugerem que provavelmente a α-arrestina ROD1 não seja a única responsável por promover a estabilidade do transportador HXT1 durante a fermentação em batelada de xilose.