环境变化和时序衰老过程中酵母蛋白激酶Sch9磷酸化的调控

出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)蛋白激酶Sch9与哺乳动物蛋白激酶S6K1同源.S6K1是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)的底物,且与很多人类疾病相关,包括肥胖症、糖尿病和癌症.Sch9和S6K1都对不同营养条件和环境胁迫条件下的细胞生长调控很重要.Sch9激活环内的磷酸化位点570位苏氨酸残基也被称为PDK1位点,而737位苏氨酸位点也被称为PDK2位点,这两个位点的磷酸化对Sch9的活性非常重要.蛋白激酶Pkh1/2磷酸化Sch9的PDK1位点,而雷帕霉素靶蛋白复合体1(TORC1)磷酸化PDK2位点.为了深入了解Sch9在细胞中的功能,阐明不同环境条件下及时序衰老过程中Sch9的PDK1和PDK2位点磷酸化的调控就显得尤为重要.利用特异性识别570位苏氨酸残基磷酸化的Sch9蛋白和特异性识别737位苏氨酸残基磷酸化的Sch9蛋白的两种抗体,对不同环境条件下和时序衰老过程中Sch9的两个位点的磷酸化调控进行了研究.研究结果揭示了Sch9的两个磷酸化位点在营养感受、胁迫应答、热量限制和时序衰老过程中的调控方式.揭示Sch9的PDK1位点磷酸化的调控与热量限制延长出芽酵母时序寿命密切相关.     

A Surprising Role for the Sch9 Protein Kinase in Chromosome Segregation in Candida albicans

The AGC kinase Sch9 regulates filamentation in Candida albicans. Here, we show that Sch9 binding is most enriched at the centromeres in C. albicans, but not in Saccharomyces cerevisiae. Deletion of CaSch9 leads to a 150- to 750-fold increase in chromosome loss. Thus, we report a previously unknown role of Sch9 in chromosome segregation.     

Yeast 3-phosphoinositide-dependent protein kinase-1 (PDK1) orthologs Pkh1-3 differentially regulate phosphorylation of protein kinase A (PKA) and the protein kinase B (PKB)/S6K ortholog Sch9

Pkh1, -2, and -3 are the yeast orthologs of mammalian 3-phosphoinositide-dependent protein kinase-1 (PDK1). Although essential for viability, their functioning remains poorly understood. Sch9, the yeast protein kinase B and/or S6K ortholog, has been identified as one of their targets. We now have shown that in vitro interaction of Pkh1 and Sch9 depends on the hydrophobic PDK1-interacting fragment pocket in Pkh1 and requires the complementary hydrophobic motif in Sch9. We demonstrated that Pkh1 phosphorylates Sch9 both in vitro and in vivo on its PDK1 site and that this phosphorylation is essential for a wild type cell size. In vivo phosphorylation on this site disappeared during nitrogen deprivation and rapidly increased again upon nitrogen resupplementation. In addition, we have shown here for the first time that the PDK1 site in protein kinase A is phosphorylated by Pkh1 in vitro, that this phosphorylation is Pkh-dependent in vivo and occurs during or shortly after synthesis of the protein kinase A catalytic subunits. Mutagenesis of the PDK1 site in Tpk1 abolished binding of the regulatory subunit and cAMP dependence. As opposed to PDK1 site phosphorylation of Sch9, phosphorylation of the PDK1 site in Tpk1 was not regulated by nitrogen availability. These results bring new insight into the control and prevalence of PDK1 site phosphorylation in yeast by Pkh protein kinases.     

Ergebnisse zu entomologischen erhebungen und zur unkrautbekämpfung bei miscanthus und anderen c4‐pflanzen 1)

In zweijährigen Erhebungen zur Entomofauna an Miscanthus sinensis, Panicwn virgatum und Andropogon gerardii auf Flächen in Grcßbeeren und Güterfelde konnten erste Ergebnisse erzielt werden. Am Standort Güterfelde erfolgten gleichfalls mehrjährige Prüfungen der herbiziden Wirkung bei diesen C₄‐Pflanzen.

Die Besiedlung der Arthropoden mit 0,5 und 1,4 Individuen/Halm bzw. Horstpflanze erweist sich als sehr gering. Die Dominanz der Schad‐ und Nutzorganismen war im allgenmeinen ausgeglichen. Nur auf den Flächen mit P. virgatum und A. gerardii 1995 in Güterfelde lag der Schädlingsanteil durch die Blasenfüße (Thysanoptera) bei>90%, bedingt auch durch die trockene und warme Witterung im Juli/August. Das Schädlingsspektrum umfaßte Arten von Getreide u.a. Gramineen. Im gleichen Jahr 1995 verursachte die Gemeine Spinnmilbe (Tetranychus urticae) auf der Miscanthusfläche in Großbeeren bemerkenswerte Saugschäden. Das Nützlingsauftreten wurde von euryöken Arten bestimmt und war auf allen untersuchten Flächen gering.

Die Untersuchungen zur Unkrautbekämpfung im 1. bzw. 2. Standjahr zeigen, daß Präparate, die erfolgreich bei Mais und teilweise Getreide angewandt werden, auch auf Miscanthusflächen sowie bei Panicum und Andropogon vorrangig in der Nachpflanzanwendung zum Einsatz kommen können. Bedeutung erlangt auch die Anwendung der mechanischen Pflege. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Effektivität der Unkrautbekämpfung im Anpflanzjahr und der Pflanzenentwicklung im Anpflanzjahr und den folgenden Etablierungsjahren. Bei unzureichender Unkrautbeseitigung im 1. Standjahr muß auch im 1. Folgejahr eine Unkrautbekämpfung erfolgen.     

The ceramide activated protein phosphatase Sit4 impairs sphingolipid dynamics,mitochondrial function and lifespan in a yeast model of Niemann-Pick type C1

The Niemann-Pick type C is a rare neurodegenerative disease that results from loss-of-function point mutations in NPC1 or NPC2, which affect the homeostasis of sphingolipids and sterols in human cells. We have previously shown that yeast lacking Ncr1, the orthologue of human NPC1 protein, display a premature ageing phenotype and higher sensitivity to oxidative stress associated with mitochondrial dysfunctions and accumulation of long chain bases. In this study, a lipidomic analysis revealed specific changes in the levels of ceramide species in ncr1Δ cells, including decreases in dihydroceramides and increases in phytoceramides. Moreover, the activation of Sit4, a ceramide-activated protein phosphatase, increased in ncr1Δ cells. Deletion of SIT4 or CDC55, its regulatory subunit, increased the chronological lifespan and hydrogen peroxide resistance of ncr1Δ cells and suppressed its mitochondrial defects. Notably, Sch9 and Pkh1-mediated phosphorylation of Sch9 decreased significantly in ncr1Δsit4Δ cells. These results suggest that phytoceramide accumulation and Sit4-dependent signaling mediate the mitochondrial dysfunction and shortened lifespan in the yeast model of Niemann-Pick type C1, in part through modulation of the Pkh1-Sch9 pathway.     

寿命调控同源蛋白Sch9与S6K1的结构与功能分析

芽殖酵母Sch9与哺乳动物S6K1是保守的寿命调控同源蛋白,利用生物信息学手段比较分析了Sch9与S6K1的理化性质、亚细胞定位、信号肽和跨膜区、空间结构、蛋白质相互作用网络、序列同源性及进化关系,以期对Sch9与S6K1的结构功能的深入研究提供线索和基础。结果表明Sch9为酸性稳定性亲水蛋白,而S6K1为酸性不稳定的亲水蛋白,均无信号肽和跨膜区域,两者定位于细胞核的可能性最大。Sch9与S6K1的主要二级结构均为无规卷曲,在进化上相当保守,Sch9属于C2超家族和PKc_like超家族,S6K1属于PKc_like超家族。Sch9相互作用蛋白主要有Cyr1、Tor1、Tor2、Pkh1/2,而S6K1相互作用蛋白主要有PIK3CA、RHEB、Rps6、RPTOR、mTOR,显示两者的相互作用蛋白保守性也较强。同时,分析显示Sch9与S6K1均具有利于蛋白间相互作用的结构特点,为进一步深入研究Sch9与S6K1的分子功能及调控机制提供了一定的理论参考。     

A novel antifungal from an Actinomadurae with preferential activity against the mycelial phase ofCandida albicans

Summary Sch 40873, a novel antifungal compound isolated from the fermentation broth of anActinomadura spp. was discovered in an assay designed to detect compounds with preferential activity against the invasive mycelial form ofCandida albicans. The geometric mean MIC of Sch 40873 against sevenCandida spp. in Sabouraud dextrose broth (yeast phase) was 58 g/ml and in Eagles minimum essential medium (mycelial phase) was <0.03 g/ml. Sch 40873 demonstrated slight in vivo topical activity in a hamster vaginal model.