REVIEW JURNAL
Judul : Cell wall construction in Saccharomyces cerevisiae (Konstruksi Dinding sel pada Saccharomyces
cerevisiae)
Tujuan penelitian :
1)
Untuk membahas wawasan
baru dalam struktur dinding sel dan konstruksi dinding sel pada ragi (Saccharomyces cerevisiae ascomycetous)
2)
Untuk membahas beberapa enzim yang terlibat dalam konstruksi dinding sel dan juga potensi inhibitor dari enzim-enzim.
Landasan teori dan konsep : Dinding sel ragi memiliki
empat fungsi utama:
1) Stabilisasi kondisi osmotik
internal. osmolalitas sitoplasma dari S. cerevisiae
dan j`mur lainnya biasanya lebih tinggi dari lingkungan luar sel. Untuk membatasi masuknya air yang dihasilkan, yang akan mengganggu kondisi reaksi internal dan menyebabkan pembengkakan yang berlebihan dari sel yang akhirnya memicu pecahnya membrane plasma,dinding sel jamur kokoh dan elastis.
dan j`mur lainnya biasanya lebih tinggi dari lingkungan luar sel. Untuk membatasi masuknya air yang dihasilkan, yang akan mengganggu kondisi reaksi internal dan menyebabkan pembengkakan yang berlebihan dari sel yang akhirnya memicu pecahnya membrane plasma,dinding sel jamur kokoh dan elastis.
2)
Perlindungan terhadap stres fisik. Dinding sel tidak hanya
terlibat dalam mempertahankan osmotik homeostasis tetapi juga
berfungsi sebagai pelindung. Kombinasi
mekanik yang cukup seperti kekuatan dan elastisitas tinggi memungkinkan dinding sel untuk mengirim dan mendistribusikan tekanan
fisik, sehingga memberikan perlindungan yang efisien melawan kerusakan mekanik
3)
Pemeliharaan bentuk sel yang merupakan prasyarat untuk morfogenesis. Sel ragi berbentuk oval
4)
Dinding sel sebagai perancah untuk protein yang terdiri dari polisakarida. dinding sel ragi
roti dan fungsi jamur sebagai perancah untuk lapisan luar yang terdiri dari glikoprotein
Responden/ sampel : sel Saccharomyces
cerevisiae
Teknik sampling : penggunaan teknik
biokimia dan genom data untuk menyimpulkan prinsip-prinsip struktur yang digunakan dalam sel S. cerevisiae .Dalam peninjauan, terutama akan berfokus pada kemajuan baru-baru ini dalam pemahaman tentang konstruksi dinding sel dan pada wawasan baru dari pendekatan genomik.
Hasil
1.
Molekul struktur dinding sel
S. cerevisiae menghabiskan cukup banyak metabolisme energi dalam konstruksi dinding sel. Tergantung pada kondisi pertumbuhan, yang terdiri dari lapisan dukung beban
polisakarida, bertindak sebagai perancah untuk lapisan
pelindung terluar manno proteins yang memperpanjang ke dalam media (Tabel 1,Gambar 1) [83,95,114,164]. Mayor
dukung beban polisakarida cukup bercabang 1,3-β- glukan [43,97]. Jaringan ini sangat elastis dan jauh
diperpanjang dalam kondisi osmotik normal. Ketika sel dipindahkan ke larutan hipertonik, sel-sel tersebut akan cepat menyusut dan mungkin kehilangan hingga 60% dari volume asli, yang sesuai
dengan diperkirakan permukaan kerugian sekitar
40-50% [106].
Cell
wall construction
Table
1. makromolekul dinding sel dari S. cerevisiae
Macromolecule
|
%
of wall massa
|
Mean
Mr (DP)
(kDa)
|
Mannoproteinsb
|
30–50
|
Highly variable
|
1,6-β-Glucan
|
5–10
|
24 (150)
|
,3-β-Glucan
|
30–45
|
240 (1500)
|
Chitin
|
1.5–6
|
25 (120)
|
Komponen dinding sel
disajikan dalam
urutan di mana ditemukan di dinding sel dari luar ke dalam. dinding
sel stres dapat membuat kadar kitin secara dramatis meningkat. DP, tingkat
polimerisasi. kandungan protein sebenarnya adalah sekitar 4-5%, massa yang tersisa adalah
dari protein-linked, manosa yang mengandung karbohidrat samping rantai.
polimerisasi. kandungan protein sebenarnya adalah sekitar 4-5%, massa yang tersisa adalah
dari protein-linked, manosa yang mengandung karbohidrat samping rantai.
pengamatan ini juga menjelaskan perbedaan antara permeabilitas dinding terisolasi, yang
memiliki estimasi pengecualian batas sekitar 760 Da [133] sel, dan permeabilitas dinding sel utuh, yang jauh lebih tinggi
dan memungkinkan mudah protein [39.166]. Konsekuensi lain dari elastisitas dinding adalah bahwa, setelah fiksasi, sel cenderung menyusut dan sebagai hasilnya dapat menjadi sangat lebih kecil dari sel hidup. Ini mungkin menjelaskan yang pelagica bahwa, setelah fiksasi, sering diamati pada membran plasma [105.149]. itu elastisitas dinding sel mencerminkan
struktur dari dengan 1,3-β-glukan
individu molekul, yang memiliki bentuk fleksibel dan heliks.
Gambar 1. Molekul organisasi OFS dinding sel. Saccharomyces.
GPI-CWPs membentuk
mayoritas protein sel themcovalently
terkait dinding. ASL-CWPs termasuk Pir-CWPs (Pir1p, Hsp150p,
Pir3p dan Cis3p).
GPIr, sisa lipidless
dari jangkar GPI-. ASL, alkali sensitif linkage. Diadaptasi
dari Klis dkk. [83]
2.
Dinamika dinding sel
Diperkirakan bahwa sekitar
1200 gen menunjukkan dinding sel yang berhubungan dengan fenotipe ketika dihapus, ini mendukung gagasan bahwa konstruksi dinding sel adalah integral bagian dari fisiologi sel [36].
Oleh karena itu tidak
mengherankan bahwa, seperti disebutkan sebelumnya, dinding sel dapat bervariasi dalam komposisi dan ketebalan, tergantung pada komposisi media pertumbuhan,
suhu pertumbuhan pH, eksternal dan kadar oksigen Hal ini sensitif tercermin dalam perlawanan sel utuh untuk dinding sel-merendahkan enzim.
mengherankan bahwa, seperti disebutkan sebelumnya, dinding sel dapat bervariasi dalam komposisi dan ketebalan, tergantung pada komposisi media pertumbuhan,
suhu pertumbuhan pH, eksternal dan kadar oksigen Hal ini sensitif tercermin dalam perlawanan sel utuh untuk dinding sel-merendahkan enzim.
3.
Penguatan
dinding sel dipicu
oleh kerusakan
dinding sel
Kerusakan
dinding sel mengaktifkan
dinding sel yang disebut integritas (CWI) jalur (terakhir oleh Levin [93] dan Heinisch
[61]). Jalur ini terdiri dari berbagai membran plasma protein, seperti Wsc1p dan
Mid2p, yang bertindak sebagai sensor untuk jalur
selama pertumbuhan vegetatif dan pheromoneinduced morfogenesis, masing-masing. mereka sinyal hasil di aktivasi Rho1p dan kemudian selanjutnya ditransfer melalui Pkc1p dikendalikan MAP kinase cascade dengan faktor-faktor transkripsi Rlm1p dan SBF, yang terakhir adalah kompleks Swi4p dan Swi6p [69]. Mayoritas Rlm1pcontrolled gen yang terlibat dalam biogenesis dinding sel, seperti: glukan sintase-encoding gen FKS1 dan GSC2; GFA1 dan CHS3, yang menyandikan gen yang terlibat dalam sintesis kitin; GPI-CWPencoding gen CCW14, CWP1, FIT2, dan SED1
selama pertumbuhan vegetatif dan pheromoneinduced morfogenesis, masing-masing. mereka sinyal hasil di aktivasi Rho1p dan kemudian selanjutnya ditransfer melalui Pkc1p dikendalikan MAP kinase cascade dengan faktor-faktor transkripsi Rlm1p dan SBF, yang terakhir adalah kompleks Swi4p dan Swi6p [69]. Mayoritas Rlm1pcontrolled gen yang terlibat dalam biogenesis dinding sel, seperti: glukan sintase-encoding gen FKS1 dan GSC2; GFA1 dan CHS3, yang menyandikan gen yang terlibat dalam sintesis kitin; GPI-CWPencoding gen CCW14, CWP1, FIT2, dan SED1
4.
Konstruksi dinding sel selama siklus sel
konstruksi dinding sel erat dikoordinasikan dengan kemajuan dalam siklus sel. Sebagai contoh, kitin terdapat di tiga lokasi: (a) tersebar di dinding sel dari sel
anak tumbuh setelah sitokinesis telah terjadi (G1 sel),
(b) sebagai cincin di lokasi tunas (sel
G1 terlambat), dan (c) dalam septum primer (M/G1
sel) [17]. Sel juga beralih antara
pertumbuhan isotropik dan apikal selama siklus sel. Sel
anak muda tumbuh
terutama dengan isotropical, membutuhkan penyisipan baru dinding sel makromolekul ke polimer jaringan yang ada. Selama fase dari siklus sel Pir-CWPs sangat diekspresikan dan hal itu tampaknya akan sangat cocok untuk mengatasi kesulitan yang berhubungan dengan pertumbuhan isotropik. Selama fase dari siklus sel, dan tidak selama
setiap fase lain dari siklus sel, kitin sintase III (CSIII)-dihasilkan kitin yang ditetapkan di dinding lateral juga. Hal ini sebagian besar dalam bentuk
CWP-GPIr → 1, 6-β-glukan ← kitin kompleks [17], sehingga menstabilkan dinding
calon induk sel. Setelah sel telah mempersiapkan untuk pembelahan sel, sebuah daerah yang dipilih untuk pembentukan dari tunas baru. daerah ini digambarkan oleh
kitin cincin, yang juga dibentuk oleh CSIII. cincin ini akan menentukan diameter leher antara induk dan tunas. Cincin kitin berlabuh di glukan yang ada jaringan dengan keterikatan pada 1,3-β- rantai glukan [17].
terutama dengan isotropical, membutuhkan penyisipan baru dinding sel makromolekul ke polimer jaringan yang ada. Selama fase dari siklus sel Pir-CWPs sangat diekspresikan dan hal itu tampaknya akan sangat cocok untuk mengatasi kesulitan yang berhubungan dengan pertumbuhan isotropik. Selama fase dari siklus sel, dan tidak selama
setiap fase lain dari siklus sel, kitin sintase III (CSIII)-dihasilkan kitin yang ditetapkan di dinding lateral juga. Hal ini sebagian besar dalam bentuk
CWP-GPIr → 1, 6-β-glukan ← kitin kompleks [17], sehingga menstabilkan dinding
calon induk sel. Setelah sel telah mempersiapkan untuk pembelahan sel, sebuah daerah yang dipilih untuk pembentukan dari tunas baru. daerah ini digambarkan oleh
kitin cincin, yang juga dibentuk oleh CSIII. cincin ini akan menentukan diameter leher antara induk dan tunas. Cincin kitin berlabuh di glukan yang ada jaringan dengan keterikatan pada 1,3-β- rantai glukan [17].
Dinding sel pada daerah tunas kemudian melemah dan tunas kecil muncul.
awalnya, tunas baru tumbuh apikal. Namun, ketika tunas
menjadi lebih besar, kontribusi isotropik pertumbuhan meningkat dan
akhirnya mengambil alih dari pertumbuhan apikal. Kendali tunas dari sel induk dimulai dengan pembentukan
primer septum, yang terdiri dari Chii
diproduksi kitin tumbuh secara centripetal keluar dari cincin kitin. Menariknya,
Kitin Chii diproduksi sebagian besar terikat untuk dinding sel polimer lain, kristalisasi mungkin terjadi, sedangkan sisanya terkait dengan 1,3-β- glukan untuk jangkar di tempat.
Kitin Chii diproduksi sebagian besar terikat untuk dinding sel polimer lain, kristalisasi mungkin terjadi, sedangkan sisanya terkait dengan 1,3-β- glukan untuk jangkar di tempat.
5. Enzim yang terlibat dalam konstruksi dinding sel
Protein permukaan
sel yang secara aktif terlibat dalam dinding sel konstruksi dapat dibagi menjadi
synthases,
renovasi enzim,
enzim perakitan
dan merendahkan
enzim, misalnya yang yang aktif selama pertumbuhan isotropik dan sitokinesis dan selama proses kawin.
setiap utama
komponen dinding sel
secara terpisah, dengan fokus utama di renovasi dan enzim perakitan (Tabel 3). 1,3-β-Glucan
disintesis sebagai polimer linier, yang selama atau setelah ekstrusi diperbaharui melalui membran plasma,
sehingga
percabangan dan
penyuluhan mungkin lebih lanjut dan kopling untuk yang ada
1,3-β-glukan molekul.
Enzim perakitan terlibat dalam
kopling kitin untuk 1,3-glukan β-dan 1,6 -
β-glukan tidak diketahui, tapi bukti yang muncul bahwa CRH (Crh1p, Crr1p dan Utr2p) dapat menjadi terlibat. Bukti peran dari protein GPI Crh1p pada kitin interkoneksi untuk β-glukan adalah sebagai berikut:
β-glukan tidak diketahui, tapi bukti yang muncul bahwa CRH (Crh1p, Crr1p dan Utr2p) dapat menjadi terlibat. Bukti peran dari protein GPI Crh1p pada kitin interkoneksi untuk β-glukan adalah sebagai berikut:
a)
Crh1p
menunjukkan kesamaan dengan 1,3 - / 1,4-β-glucanases
b)
Mutagenesis
asam amino yang diperkirakan memiliki hasil fungsi katalitik hilangnya fungsi protein.
c)
Kehilangan
hasil fungsi penurunan dari alkaliinsoluble glukan di
dinding [130]. Sebagai
lampiran kitin
untuk 1,3-β-glukan hasil dalam 1,3-β-glukan menjadi kurang larut dalam alkali [60.101],
observasi ini konsisten dengan peran Crh1p dalam melampirkan kitin untuk 1,3-β- glukan.
d)
Ekspresi
temporal CRH1 selama
siklus sel,
yang ditandai oleh dua maxima,
bertepatan dengan lokasi sementara Crh1p di situs tunas dugaan, ketika kitin sebuah cincin disintesis dan dalam fase akhir dari siklus sel pada leher tunas, ketika utama septum sedang disintesis dan di bekas luka tunas dari sel induk.
bertepatan dengan lokasi sementara Crh1p di situs tunas dugaan, ketika kitin sebuah cincin disintesis dan dalam fase akhir dari siklus sel pada leher tunas, ketika utama septum sedang disintesis dan di bekas luka tunas dari sel induk.
e)
Ketika sel
dihadapkan dengan stres dinding sel, isi kitin dinding ditingkatkan dan
juga CWP-GPIr → 1, 6-β-glukan ← kitin kompleks tampaknya akan sangat meningkat [72]. Hal ini disertai dengan upregulation kuat CRH1 [12,52,91]. Tampaknya mungkin bahwa Crr1p dan Utr2p mungkin memiliki fungsi yang sama. 1,6-β-Glucan merupakan polimer bercabang.
juga CWP-GPIr → 1, 6-β-glukan ← kitin kompleks tampaknya akan sangat meningkat [72]. Hal ini disertai dengan upregulation kuat CRH1 [12,52,91]. Tampaknya mungkin bahwa Crr1p dan Utr2p mungkin memiliki fungsi yang sama. 1,6-β-Glucan merupakan polimer bercabang.
6.
Dinding sel konstruksi di lain ascomycetous jamur
Apakah model molekul dinding
sel S. cerevisiae memiliki nilai prediktif untuk ascomycetous jamur lainnya, termasuk spesies miselium? Poin penting
untuk diingat adalah bahwa dinding sel dalam ragi roti
'tidak berisi α-glukan
dan
bahwa konten kitin yang relatif rendah dibandingkan dengan spesies lainnya. Di sisi lain, hal ini tidak mengesampingkan kemungkinan bahwa prinsip struktur diidentifikasi dalam S. cerevisiae juga mungkin digunakan oleh jamur, yang memang mengandung α-glukan dan tinggi kitin tingkat di dinding kedua spesies tersebut. Contoh yang menarik adalah patogen dimorfik jamur Candida albicans, yang dapat tumbuh dalam bentuk ragi dan dalam bentuk hifa dan dalam kasus yang terakhir bahkan memiliki otentik Spitzenk ¨ orper .Semua bukti yang tersedia menunjuk ke sebuah organisasi molekul yang sama dinding sel dari kedua ragi dan bentuk hifa C. albicans dibandingkan dengan S. cerevisiae Hal ini tampaknya juga menjadi kasus untuk C. Glabrata Di jamur lain patogen dimorfik, Exophiala dermatitidis, dinding sel memiliki protein yang telah diidentifikasi yang kovalen terkait dengan 1,6-β- glukan .di samping itu, dinding cryofixed sel jamur ini menunjukkan lapisan luar dgn urat saraf
memperluas ke dalam media kedua pengamatan konsisten dengan organisasi dinding sel yang sama dengan yang ditemukan di S. Cerevisiae
bahwa konten kitin yang relatif rendah dibandingkan dengan spesies lainnya. Di sisi lain, hal ini tidak mengesampingkan kemungkinan bahwa prinsip struktur diidentifikasi dalam S. cerevisiae juga mungkin digunakan oleh jamur, yang memang mengandung α-glukan dan tinggi kitin tingkat di dinding kedua spesies tersebut. Contoh yang menarik adalah patogen dimorfik jamur Candida albicans, yang dapat tumbuh dalam bentuk ragi dan dalam bentuk hifa dan dalam kasus yang terakhir bahkan memiliki otentik Spitzenk ¨ orper .Semua bukti yang tersedia menunjuk ke sebuah organisasi molekul yang sama dinding sel dari kedua ragi dan bentuk hifa C. albicans dibandingkan dengan S. cerevisiae Hal ini tampaknya juga menjadi kasus untuk C. Glabrata Di jamur lain patogen dimorfik, Exophiala dermatitidis, dinding sel memiliki protein yang telah diidentifikasi yang kovalen terkait dengan 1,6-β- glukan .di samping itu, dinding cryofixed sel jamur ini menunjukkan lapisan luar dgn urat saraf
memperluas ke dalam media kedua pengamatan konsisten dengan organisasi dinding sel yang sama dengan yang ditemukan di S. Cerevisiae
Kesimpulan : Konstruksi dinding sel secara
ketat dikontrol. Komposisi polisakarida,
struktur dan ketebalan dinding sel sangat
bervariasi, tergantung pada kondisi lingkungan.,
pembentukan dinding sel secara ketat dikoordinasikan dengan siklus sel. Kadar oksigen juga sangat mempengaruhi komposisi protein
dari dinding sel.