Papel de la Trehalasa en la levaduraschizosaccharomyces pombe: distribución durante el ciclo de desarrollo, caracterización y localización

Abstract

Vegetative ceUs of Schizosaccharomyces pombe lack trehaiase activity but the enzyme activity is present at the ascospore stage and later disappears during germination. Cells of a yeast strain unable to sporulate are devoid of trehalase throughout the entire life cycle. The ascospore enzyme is not released to the culture medium and shows the properties of a nonregulatory trehaiase with acidic optimum pH and Km = 10'9x10-'M. On the basis of itsinvivo sensitivity to mild acid treatments and of its behaviour duringfractionation at low speed centrifugation of whole ascospore extracts, the enzyme appears to be externally located on the cells and covalently bound to the cell wall structure. In sifu inactivation of the trehalase enzyme partially blocks the initial morphological changes of germination. Germination of trehalase-less ascospores is further delayed when resynthesis of the enzyme is prevented by addition of cycloheximide. The results suggest that the trehalase enzyme plays a critica1 role in the early events of germination by mobilizing the endogenous trehalose stored in ascospores so that the process can take place even in the absence of externa1 carbon sources directly available provided other nutrients be present. Thus. the trehalose-trehalase system might represent in this yeast a significant mechanism that would allow to initiate germination under conditions in which the energy and carbon supplies in the surrounding medium are poor for the ascospores but could be used for the resulting vegetative cells.

Las células vegetativas de Schizosaccharomycespombe carecen de actividad trehalasapero esta actividad está presente en las ascosporas y desaparece de nuevo durante la germinación. Una cepa incapaz de esporular carece de enzima a lo largo de todo el ciclo vital de la levadura. La enzima de las ascosporas no se libera al medio de cultivo y tiene las propiedades de una trehalasa no reguladora con pH óptimo 5'6 y Km = 10'9x 10- ' M. Por su inactivación in vivo mediante tratamiento de ascosporas con ácidos diluidos y su comportamiento en centnfugación de extractos celulares a baja velocidad, la enzima parece localizada en el exterior de la célula unida covalentemente a la pared celular. La inactivación insifu de la trehalasa bloquea los cambios morfológicos iniciales que acompanan la germinación. La etapa inicial de la germinación de ascosporas con trehalasa inactivada se retrasaaún más cuando se impide la resíntesis de enzima por adición de cicloheximida. Los resultados sugieren que esta enzima desempeña un papel importante en el primer paso de la germinación, movilizando la trehalosa endógena acumulada en ascosporas y permitiendo el inicio de la germinación en ausencia de fuentes carbonadas exógenas utilizables, siempre que se presenten otros nutrientes esenciales. El sistema trehalosa-trehalasa puede por tanto representar en esta levadura un mecanismo que hace posible la germinación en condiciones que suponen una limitación nutricional para las ascosporas pero no para las células vegetativas resultantes de la germinación.