Trk1 Potassium Importers - key transport systems for yeast cell fitness and stress tolerance

Abstract

Jedním z klíčových předpokladů pro dělení kvasinkových buněk je příjem základních živin a iontů, jako je draslík. Draslík je důležitý, monovalentní kation a jeho dostatečná intracelulární koncentrace je rozhodující pro různé procesy, například regulaci membránového potenciálu a buněčného turgoru, enzymatickou aktivitu a syntézu proteinů. Dostatečná vnitřní koncentrace draslíku je také jedním z klíčových signálů pro buněčné dělení. Nicméně protože také přebytek draslíku může vést k nepříznivým fyziologickým důsledkům v kvasinkách, jako jsou deacidifikace vakuol a depolarizace plazmatické membrány, je pro kvasinkové buňky nezbytné, aby celý proces získávání draslíku byl přísně regulován, aby se udržela jeho správná homeostáze. V kvasinkách Saccharomyces cerevisiae je za klíčového hráče v příjmu draslíku považován uniportér Trk1. Cílem předkládané disertační práce bylo získat nové poznatky týkající se proteinu Trk1, konkrétněji studovat jeho schopnost modifikovat vlastní kapacitu pro příjem draslíku, regulaci pomocí fosforylace a také zapojení do přežití buněčné smrti vyvolané glukózou (GICD). Dále byly také charakterizovány systémy příjmu draslíku u vybraných nekonvenčních, kvasinkových druhů. Nejvýraznějším rysem Trk1 je jeho schopnost přepínat mezi dvěma afinitními stavy, nízko- a vysoce-afinitní...

One of the key prerequisites for yeast cell growth is the uptake of essential compounds, such as potassium. Potassium is a vital monovalent cation and its sufficient intracellular concentration is crucial for various processes, for instance: regulation of membrane potential and cell turgor, enzymatic activity, and protein synthesis. A sufficient internal concentration of potassium is also one of the pivotal signals for cell division. However, as also excess of potassium might lead to unfavourable physiological consequences in yeast, such as deacidification of vacuoles and depolarization of plasma membrane, it is imperative for the yeast cells that the whole process of potassium acquisition is a tightly regulated affair, in order to maintain proper potassium homeostasis. In yeast Saccharomyces cerevisiae, uniporter Trk1 is considered a key player in potassium uptake. The presented thesis aimed to provide novel knowledge regarding Trk1, more specifically to study its ability to modify its capacity for potassium uptake, putative regulation by phosphorylation, and involvement in the survival of glucose-induced cell death (GICD). Additionally, potassium-uptake systems in selected non-conventional species were characterized as well. The most distinctive feature of Trk1 is its alleged ability to switch...