Phosphate Starvation in Fungi Induces the Replacement of Phosphatidylcholine with the Phosphorus-Free Betaine Lipid Diacylglyceryl-N,N,N-Trimethylhomoserine

Resumo

A diacilgliceril-N,N,N-trimetil-homoserina (DGTS) é um análogo de betaína, lipídio sem fósforo da fosfatidilcolina (FC), sintetizada por muitas bactérias do solo, algas e plantas não vasculares. A síntese de DGTS e de outros lipídios sem fósforo em bactérias ocorre em resposta à privação de fósforo (P) e resulta na substituição de fosfolipídios por lipídios sem fósforo. Os genes que codificam as enzimas biossintéticas de DGTS foram identificados e caracterizados anteriormente em bactérias e na alga Chlamydomonas reinhardtii. Agora relatamos que muitos genomas de fungos, inclusive os de patógenos de plantas e animais, codificam o mecanismo enzimático para a biossíntese de DGTS e que os fungos sintetizam DGTS durante a limitação de P. Essa descoberta demonstra que a substituição de fosfolipídios por lipídios não fosforosos é uma estratégia usada em linhagens eucarióticas divergentes para a conservação de P em condições de limitação de P. Mutantes de Neurospora crassa foram usados para mostrar que a DGTS sintase codificada pelo gene BTA1 é a única responsável pela biossíntese de DGTS e está sob o controle do regulador de privação de fósforo fúngico, mediado pelo fator de transcrição NUC-1/Pho4p. Além disso, descrevemos a reengenharia racional do metabolismo lipídico na levedura Saccharomyces cerevisiae, de modo que o FC é completamente substituído pelo DGTS, e demonstramos que os processos essenciais de biogênese de membrana e montagem de organelas são funcionais e suportam o crescimento na cepa projetada.

Abstract