Production, purification, properties and application of the cellulases from a wild type strain of a yeast isolate

Kurzzusammenfassung Produktion, Reinigung, Eigenschaften und Anwendung von Cellulasen eines Wildtyp-Hefeisolates. Die effiziente Verwendung von Cellulose wird in naher Zukonft ein wichtiges Instrument zur Vermeidung einer Nahrungsmittel- und Energieknappheit werden. Deshalb haben wir uns intensiv mit Cellulasen befaßt, die aus Hefestämmen isoliert wurden. Die Fähigkeit der Cellulase-produktion eines Hefe-Stammes der Feuerwanze Pyrrhocoris apterus wurde genauer untersucht. Die systematische Stellung des Hefe-Isolates PAG1 wurde durch Sequenzierung der 18S rDNA bestimmt. Es zeigte eine nahe Verwandtschaft zu einem bereits beschriebenen Stämme der Gattung Trichosporon. Außerdem wurden die Wachstums-bedingungen für eine optimale Cellulase–Produktion bestimmt. Anschließend konnte eine der produzierten Cellulasen mit FPLC aufgereinigt und deren biochemische Eigenschaften (z.B. Substratspezifität, Temperatur optimum, optimaler pH-Wert, Einfluß von Chemikalien) untersucht werden. Eine Analyse der Abbau-Produkte zeigte, daß kristalline Cellulose und CMC zu Cellobiose, Cellulotriose, Cellulotetraose und Cellulopentaose in einem molaren Verhältnis von 32:16:8:1 umgesetezt wurden. Bei Zusatz von ?-Glykosidase aus demselben Hefestamm entstand nur Glucose und Cellobiose in einem molaren Verhältnis von 1:10. Da bisher nur eine Publikation über Cellulase-produzierende Hefe-Stämme erschienen ist, zeigen auch unsere Untersuchungen, daß Wildtyp-Hefestämme Cellulasen mit interessanten Eigenschaften produzieren können.

Charakterisierung spezieller pflanzlicher Gamma-Tubulin-Sequenzbereiche und Detektion potentieller Interaktionspartner mittels Yeast-two-Hybrid-System

Mitotische und postmitotische Vorgänge pflanzlicher Zellen basieren auf der Funktion von Mikrotubuli. Es liegen nur wenige gesicherte Erkenntnisse zur Organisation dieser Multifunktionalität vor. Eine zentrale Bedeutung wird bei der Nukleation der Mikrotubuli an MTOCs durch γ-Tubulin zugeschrieben. Deren Zusammenlagerung an MTOCs ist jedoch noch nicht richtig verstanden. Domänen, die an der Proteinoberfläche exponiert werden, könnten in Interaktionen involviert sein. Hier werden im Besonderen der γ-A und γ-B-Peptivmotiv diskutiert. Es wurde das γ-A- und γ-B-Peptidmotiv des γ-Tubulins hinsichtlich einer Konservierung innerhalb des Pflanzenreiches untersucht. Die beiden Bereiche sind bei den grünen Landpflanzen stark konserviert. Sie divergieren stark zu den einzelligen Grünalgen Chlamydomonas reinhardtii und Chlorella spec. Es wurden daher in der bestehenden phylogentischen Lücke weitere Organismen hinsichtlich des γ-A und γ-B Peptidmotivs untersucht. Auswahlkriterien der Organismen waren Ein-/Mehrzelligkeit, Besitz/Abwesenheit von Centriolen und Besitz/Abwesenheit von Geißeln. Des weiteren wurde mit verschiedenen γ-Tubulin-Konstrukten um das γ-A- und γ-B-Peptidmotiv, gewonnen aus Nicotiana tabacum (BY2) mittels Y2H-System nach Interaktionspartnern gesucht. Bei den Sequenzuntersuchungen des γ-A- und γ-B-Peptidmotivs konnte festgestellt werden, dass die Konservierung innerhalb der Streptophytenlinie erfolgt. Interessant erweist sich die Tatsache, dass dieses Motiv bei den Jochalgen, welche ebenfalls den Streptophyten angehören, nur im γ-A-Peptidmotiv auftritt. Es besteht die Möglichkeit, dass die beiden potentiellen Interaktionspartner verschiedene Proteine als Interaktions-partner besitzen. Durch eine Anwendung eines auf dem GAL4-Protein basierenden Y2H-Systems mit vier unterschiedlichen Konstrukten des γ-Tubulin-A/B-Peptidbereichs als Köder-konstrukt und einer cDNA-Bibliothek als Beutekonstrukt, wurden diverse Sequenzen identifiziert. Identifiziert wurden das Poly(A)-Bindeprotein, Glycerin-aldehyd-3-phosphatdehydrogenase, die S-adenosyl-L-methionine-Synthetase, diverse Proteasom-Untereinheiten, eine sekretorische Peroxidase, eine Ascorbat-Peroxidase, die NtPOX1-Peroxidase und verschiedene Peroxidasen aus Nicotiana tabacum, Sequenzen des Chloroplastengenoms, ein Myosin-ähnliches Protein und eine Sequenz auf dem 5. Chromosom des Medicago truncatula-Klons mth2-16f8 und diverse humane Sequenzen der Proteine DKFZp68 und DKFZp77. Die Ergebnisse weisen auf eine komplexe Funktionsweise der unterschiedlichen Komponenten des pflanzlichen Cytoskeletts und des γ-Tubulins hin. Zur Aufklärung müsste dies in Zukunft mittels anderer genetischer, biochemischer oder funktioneller Methoden untersucht werden. Hypothesen über Interaktionen der Cytoskelettkomponenten können wahrscheinlich nicht allein durch die Anwendung des Y2H-Systems aufgeklärt werden.

eIF4E is an important determinant of adhesion and pseudohyphal growth of the yeast S. cerevisiae

eIF4E, the cytoplasmatic cap-binding protein, is required for efficient cap-dependent translation. We have studied the influence of mutations that alter the activity and/or expression level of eIF4E on haploid and diploid cells in the yeast S. cerevisiae. Temperature-sensitive eIF4E mutants with reduced levels of expression and reduced cap-binding affinity clearly show a loss in haploid adhesion and diploid pseudohyphenation upon starvation for nitrogen. Some of these mutations affect the interaction of the cap-structure of mRNAs with the cap-binding groove of eIF4E. The observed reduction in adhesive and pseudohyphenating properties is less evident for an eIF4E mutant that shows reduced interaction with p20 (an eIF4E-binding protein) or for a p20-knockout mutant. Loss of adhesive and pseudohyphenating properties was not only observed for eIF4E mutants but also for knockout mutants of components of eIF4F such as eIF4B and eIF4G1. We conclude from these experiments that mutations that affect components of the eIF4F-complex loose properties such as adhesion and pseudohyphal differentiation, most likely due to less effective translation of required mRNAs for such processes.

Emergence of Blastoschizomyces capitatus yeast infections, Central Europe

We report 5 cases of disseminated infection caused by Blastoschizomyces capitatus yeast in central Switzerland. The emergence of this yeast in an area in which it is not known to be endemic should alert clinicians caring for immunocompromised patients outside the Mediterranean region to consider infections caused by unfamiliar fungal pathogens.

The cytidine deaminases AID and APOBEC-1 exhibit distinct functional properties in a novel yeast selectable system

Activation-induced cytidine deaminase (AID) is indispensable for immunoglobulin maturation by somatic hypermutations and class switch recombination and is supposed to deaminate cytidines in DNA, while its homolog APOBEC-1 edits apolipoprotein (apo) B mRNA by cytidine deamination. We studied the editing activity of APOBEC-1 and AID in yeast using the selectable marker Gal4 linked to its specific inhibitor protein Gal80 via an apo B cassette (Gal4-C) or via the variable region of a mouse immunoglobulin heavy chain gene (Gal4-VH). Expression of APOBEC-1 induced C to U editing in up to 15% of the Gal4-C transcripts, while AID was inactive in this reaction even in the presence of the APOBEC-1 complementation factor. After expression of APOBEC-1 as well as AID approximately 10(-3) of yeast cells survived low stringency selection and expressed beta-galactosidase. Neither AID nor APOBEC-1 mutated the VH sequence of Gal4-VH, and consequently the yeast colonies did not escape high stringent selection. AID, however, induced frequent plasmid recombinations that were only rarely observed with APOBEC-1. In conclusion, AID cannot substitute APOBEC-1 to edit the apo B mRNA, and the expression of AID in yeast is not sufficient for the generation of point mutations in a highly transcribed Gal4-VH sequence. Cofactors for AID induced somatic hypermutations of immunoglobulin variable regions, that are present in B cells and a variety of non-B cells, appear to be missing in yeast. In contrast to APOBEC-1, AID alone does not exhibit an intrinsic specificity for its target sequences.

Transplantation of yeast-infected cardiac allografts: a report of 2 cases

For the first time in the literature to date, we report 2 cases of transplantation of yeast-infected cardiac allografts. In both cases, endocardial vegetations were observed before graft implantation. Microbiologic samples grew yeasts: Rhodotorula glutinis was found close to the left atrial appendage in the first case and Candida parapsilosis was identified in a vegetation located at the base of the tricuspid valve in the second case. We discuss the possible routes of donor organ infection and management of these 2 unusual cases.

Monitoring protein-protein interactions between the mammalian integral membrane transporters and PDZ-interacting partners using a modified split-ubiquitin membrane yeast two-hybrid system

PDZ-binding motifs are found in the C-terminal tails of numerous integral membrane proteins where they mediate specific protein-protein interactions by binding to PDZ-containing proteins. Conventional yeast two-hybrid screens have been used to probe protein-protein interactions of these soluble C termini. However, to date no in vivo technology has been available to study interactions between the full-length integral membrane proteins and their cognate PDZ-interacting partners. We previously developed a split-ubiquitin membrane yeast two-hybrid (MYTH) system to test interactions between such integral membrane proteins by using a transcriptional output based on cleavage of a transcription factor from the C terminus of membrane-inserted baits. Here we modified MYTH to permit detection of C-terminal PDZ domain interactions by redirecting the transcription factor moiety from the C to the N terminus of a given integral membrane protein thus liberating their native C termini. We successfully applied this "MYTH 2.0" system to five different mammalian full-length renal transporters and identified novel PDZ domain-containing partners of the phosphate (NaPi-IIa) and sulfate (NaS1) transporters that would have otherwise not been detectable. Furthermore this assay was applied to locate the PDZ-binding domain on the NaS1 protein. We showed that the PDZ-binding domain for PDZK1 on NaS1 is upstream of its C terminus, whereas the two interacting proteins, NHERF-1 and NHERF-2, bind at a location closer to the N terminus of NaS1. Moreover NHERF-1 and NHERF-2 increased functional sulfate uptake in Xenopus oocytes when co-expressed with NaS1. Finally we used MYTH 2.0 to demonstrate that the NaPi-IIa transporter homodimerizes via protein-protein interactions within the lipid bilayer. In summary, our study establishes the MYTH 2.0 system as a novel tool for interactive proteomics studies of membrane protein complexes.