マンガンは、マイエロ接合体guilliermondiiの酸化ストレスに関与するタンパク質の発現を変化させます

一般に、生物は、ストレスの多い条件で成長する代わりに、タンパク質発現のパターン（プロテオーム）を変えることにより、環境ストレスに反応します。マンガンに耐性のあるMeyererozyma guilliermondiiの株は、南東のミナスジェライス（ブラジル）の鉱山排水から収集された水のサンプルから分離され、マンガン解毒能力を実証しました。可溶性画分を含むタンパク質抽出物は、MNSO4の非存在下と存在下での株の成長後に得られました。サンプルから回収されたトリプティックペプチドは、質量分析（LC-MS/MS）に結合した液体クロマトグラフィーによって分析されました。可溶性画分のショットガン/ボトムアップ分析により、合計1257の識別された分子が明らかになりました。Mnによる治療は酵母の成長に影響を与えませんでしたが、Mnおよび69の非存在下で発現する117のタンパク質とともに、その存在下でのみ発現する117のタンパク質で、タンパク質プロファイルの変化を誘発しました。これらのほとんどは、DNA修復、酸化還元酵素活性、および遺伝子発現のリモデリングに関連するものとして注釈が付けられています。これはM. guilliermondiiの最初のプロテオームレポートであり、MNバイオレメディエーションの有望な特性と、Meyerozyma属の最初のものです。このプロテオームの特性評価は、過剰なMNに対する耐性に関連する分子調節メカニズムの理解と、バイオレメディエーションプロセスにおけるバイオマスの潜在的な使用に役立つ可能性があります。重要性：マンガン（MN2+）などの重金属による環境汚染は、鉱業の副産物であり、潜在的な環境汚染物質であるため、増加しています。多くの研究では、マンガンのバイオレメディエーションのためのバクテリアの使用が調査されていますが、酵母は有望な代替手段として浮上し、より速い成長と除去効率を示しています。私たちの研究室の以前の研究は、非病原性半数体酵母（アスサイセテ）であるMeyererozyma guilliermondiiがMn2+の優れた除去と蓄積能力を持っていることを示しました。今日、高蓄積の分子基盤に関する洞察を得るために、金属蓄積の生理学を理解することに努力が捧げられています。M. guilliermondiiのMn2+高蓄積の分子メカニズムの包括的な理解を得るために、プロテオミクスアプローチを採用して、総可溶性タンパク質の最初の組成タンパク質マップとMn2+の存在下での差次的発現を生成しました。私たちの調査結果は、バイオレメディエーションの目的でM. guilliermondiiの利用に関するバイオテクノロジーの関心があると考えています。

Organisms, in general, respond to environmental stress by altering their pattern of protein expression (proteome), as an alternative to growing in stressful conditions. A strain of Meyerozyma guilliermondii resistant to manganese was isolated from a sample of water collected from mine drainage in southeastern Minas Gerais (Brazil), and demonstrated manganese detoxification capacity. Protein extracts containing the soluble fractions were obtained after growth of the strain in the absence and presence of MnSO4. Tryptic peptides recovered from samples were analyzed by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS/MS). Shotgun/bottom-up analyses of the soluble fractions revealed a total of 1257 identified molecules. Treatment with Mn did not affect the growth of yeast but induced changes in the protein profile, with 117 proteins expressed in the absence of Mn and 69 expressed only in its presence. Most of these are annotated as related to DNA repair, oxidoreductase activity, and remodeling of gene expression. This is the first proteomic report of M. guilliermondii, with promising characteristics for Mn bioremediation, and the first of the genus Meyerozyma. This proteomic characterization may help in the understanding of molecular regulatory mechanisms associated with tolerance to excess Mn, and the potential use of biomass in bioremediation processes. SIGNIFICANCE: Environmental pollution by heavy metals such as manganese (Mn2+) has increased as it is a by-product of the mining industry and a potential environmental contaminant. Many studies have explored the use of bacteria for manganese bioremediation, but yeasts have emerged as a promising alternative, displaying faster growth and greater removal efficiency. Previous works of our laboratory showed that Meyerozyma guilliermondii, a non-pathogenic haploid yeast (ascomycete), has excellent removal and accumulation capacity of Mn2+, potentially useful in bioremediation. Nowadays efforts have been devoted to understanding the physiology of metal hyperaccumulation to gain insights into the molecular basis of hyperaccumulation. To obtain a comprehensive understanding of the molecular mechanism of Mn2+ hyperaccumulation in M. guilliermondii, proteomic approaches were employed yielding the first compositional proteomic map of total soluble proteins and their differential expression in the presence of Mn2+. We believe our findings are of biotechnological interest concerning the utilization of M. guilliermondii for bioremediation purposes.