Estudi de la regulació redox de Sir2 en S. cerevisiae. Implicació de les glutaredoxines Grx3 i Grx4

Abstract

En aquest treball s’ha demostrat que Sir2 es regula mitjançant el seu estat redox, sent l’oxidació de cisteïnes mitjançant glutatiolació, un mecanisme de regulació de la seva activitat. A més, s’ha descrit una nova funció per dues glutaredoxines monotiòliques, Grx3 i Grx4, com les tiolreductases fisiològiques de Sir2. Ambdues participen en el manteniment i la recuperació de l’estat redox de Sir2, corroborat també per la interacció física entre Grx3/4 i Sir2. L’absència de Grx3/4, però no de Trx1/Trx2, afecta negativament l’activitat de Sir2, mentre que la desglutatiolació per part de Grx3/4, a través del seu domini GRX, permet recuperar-ne la seva activitat. L’estudi de les diferents cisteïnes de Sir2 ha permès identificar la C469 i especialment la C513 com les millors candidates a ser glutatiolades en condicions d’estrès. A més, les soques mutants en les cisteïnes rellevants de Sir2 presenten un fenotip de major resistència a estrès específic de tiols i major resistència a l’envelliment cronològic

En este trabajo se ha demostrado que Sir2 se regula mediante su estado redox, siendo la oxidación de cisteínas mediante glutationilación, un mecanismo de regulación de su actividad. Además, se ha descrito una nueva función para dos glutaredoxinas monotiólicas, Grx3 y Grx4, como las tiol-reductasas fisiológicas de Sir2. Las dos participan en el mantenimiento y la recuperación del estado redox de Sir2, corroborado también por la interacción física entre Grx3/4 y Sir2. La ausencia de Grx3/4, pero no de Trx1/2, afecta negativamente la actividad de Sir2, mientras que la desglutationilación por parte de Grx3/4, a través de su dominio GRX, permite la recuperación de su actividad. El estudio de las diferentes cisteínas de Sir2 ha permitido identificar la C469 y especialmente la C513 como las mejores candidatas a ser glutationiladas en condiciones de estrés. Además, las cepas mutantes en cisteínas clave de Sir2 presentan un fenotipo de mayor resistencia al estrés específico de tioles y mayor resistencia al envejecimiento cronológico

The present work demonstrated that Sir2 is regulated by its redox state, being cysteine oxidation by glutathionylation, a regulatory mechanism of its activity. In addition, a new role for two monothiol glutaredoxins, Grx3 and Grx4, has been described acting as the physiological thiolreductases of Sir2. Grx3/4 are involved in the maintenance and the recovery of the redox state of Sir2, being confirmed by the physical interaction between Grx3/4 and Sir2. The absence of Grx3/4, but no Trx1/2, negatively affects Sir2 activity, while Grx3/4-dependent deglutathionylation through its GRX domain leads to the recovery of its activity. The study of Sir2 key cysteines allowed the identification of C469 and particularly, C513 as the main candidates to be glutathionylated upon stress. Furthermore, mutant strains in key cysteine residues of Sir2 display an increased resistance to both disulphide stress and chronological aging