ABSTRAKT Ako meďnaté katióny ovplyvňujú biosyntézu membránových fosfolipidov kvasinky Saccharomyces cerevisiae? Meď je nevyhnutná zložka eukaryotických organizmov, ale vo vysokých koncentráciách môže pôsobiť toxicky. V našom laboratóriu sme zaznamenali zvýšenú citlivosť delečných mutantov cho2Δ a opi3Δ, defektných v CDP-DAG dráhe biosyntézy fosfatidylcholínu (PC), na suprafyziologické koncentrácie iónov medi. Analýzou biosyntézy PC sme zistili, že množstvo de novo vzniknutého fosfatidylcholínu CDP-cholínovou (Kennedyho) dráhou sa vplyvom vysokých koncentrácií medi znižuje, pretože v prítomnosti medi dochádza k zníženiu vstupu cholínu do bunky. Ukázali sme, že ióny medi ovplyvňujú biogenézu cholínového transportéra Hnm1p nachádzajúceho sa na plazmatickej membráne. Ďalej sme zistili, že delečné mutanty cho2Δ a opi3Δ vykazujú zhoršený rast najmä vplyvom nedostatočného množstva S-adenozylhomocysteínu (SAH) v bunke. Premena S-adenozylmetionínu (SAM) na SAH v CDP-DAG dráhe premeny fosfatidyletanolamínu (PE) na PC je nedostatočná, čím dochádza k blokovaniu biosyntézy metionínu a cysteínu. Takto sme dokázali dôležité prepojenie medzi metabolizmami fosfolipidov a biosyntézou aminokyselín obsahujúcich síru v S. cerevisiae. Ďalším významným fosfolipidom je kardiolipín (CL), špecifický mitochondriálny fosfolipid dôležitý pre mitochondriálnu architektúru, dynamiku a mikroprostredie mitochondriálnych proteínových mašinérií. Kvasinka Schizosaccharomyces pombe doposiaľ nemala správne anotovanú CL syntázu. V našom laboratóriu sme zistili, že otvorený čítací rámec SPAC22A12.08c kóduje fúzny tandemový proteín S. pombe, ktorý má na svojom C- terminálnom konci esenciálnu CL syntázu. Expresia CL syntázy a tvorba CL vyžaduje ponechanie intrónu IV v SPAC22A12.08c mRNA. Prvá časť fúzneho tandemového proteínu SPAC22A12.08c môže byť translatovaná v prítomnosti intrónu IV ako aj bez neho. Navrhli sme nový mechanizmus diferenciálnej expresie podjednotiek fúzneho proteínu a to ponechaním intrónov.

ABSTRACT How do copper ions affect the biosynthesis of membrane phospholipids in Saccharomyces cerevisiae? Copper is an essential component of living eukaryotic organisms but in high concentration can be toxic. cho2Δ and opi3Δ mutants, defective in the CDP-DAG pathway of phosphatidylcholine (PC) biosynthesis, are sensitive to supraphysiological concentrations of copper ions. By analyzing PC biosynthesis, we found that the amount of de novo generated PC by the CDP-choline pathway is reduced due to high concentrations of copper. The presence of supraphysiological concentrations of copper ions decreases choline import into the cell. We have demonstated that copper ions affect the biogenesis of the plasma membrane choline transporter Hnm1p. Furthermore, we have found that the impaired growth of the cho2Δ and opi3Δ deletion mutants is caused mainly by the insufficient amount of S-adenosylhomocysteine (SAH) in the cell. The conversion of S-adenosylmethionine (SAM) to SAH is insufficient in the cho2Δ and opi3Δ deletion mutants impairing the biosynthesis of methionine and cysteine. Thus, we have demonstrated an important link between phospholipid metabolism and sulfur-containing amino acid biosynthesis in S. cerevisiae. Cardiolipin (CL) is a special anionic mitochondrial phospholipid. It is important for the architecture of mitochondrial membranes, mitochondrial dynamics and for creation of highly specific microenvironment of mitochondrial protein machineries. CL-synthase of the yeast Schizosaccharomyces pombe has not been properly annotated yet. We show that ORF SPAC22A12.08c of S. pombe encodes a fusion tandem protein containing an essential CL-synthase at its C-terminus. Intron IV has to be retained in-SPAC22A12.08c mRNA to produce functional CL-synthase. The first part of the SPAC22A12.08c fusion protein could be translated from mRNA with or without intron IV. We propose a novel mechanism for the differential expression of fusion protein subunits by intron retention.