Cloning of Genes Sef1 and Tup1 Encoding Transcriptional Activator and Global Repressor in the Flavinogenic Yeast Meyerozyma (Candida, Pichia) guilliermondii

Abstract

Abstract - Two Meyerozyma (Candida, Pichia) guilliermondii genes coding for homologs of transcriptional factor Sef1p of Candida famata and Tup1p of Candida albicans were identified, cloned, and deleted. Deletion of a homologue of Sef1p transcriptional factor in M.(P.) guilliermondii completely blocked over-synthesis of riboflavin under conditions of iron deficiency. The results of genetic complementation analysis suggest that previously reported rib83 mutants and newly constructed knock-out strains belong to the same complementation group and are defective in the same SEF1 gene. Inactivation of the identified homolog of the TUP1 gene in M.(P.) guilliermondii wild-type strain led to 1.5-fold increase in cellular iron content and 1.5–1.7-fold increase in riboflavin production. Introduction of a plasmid-borne copy of the TUP1 gene did not restore metabolic defects of the riboflavin overproduction and iron accumulation in mutant strain M. (P.) guilliermondii m3, bearing the hit1 mutation. The obtained results suggest that both transcription factors Sef1p and Tup1p are involved in the regulation of iron acquisition and riboflavin biosynthesis by yeast belonging to the CUG-clade. The molecular mechanism of action Tup1p on riboflavin biosynthesis in M.(P.) guilliermondii required further elucidation. Анотація. Два гени Meyerozyma (Candida, Pichia) guilliermondii, що кодують гомологи транскрипційних фактор Sef1p Candida famata і Tup1p Candida albicans були ідентифіковані, клоновані та видалені. Видалення гомолога транскрипційного фактора Sef1p у M.(P.) guilliermondii повністю блокував надсинтез рибофлавін в умовах дефіциту заліза. Про це свідчать результати аналізу генетичної комплементації раніше зареєстровані мутанти rib83 і новосконструйовані нокаутні штами належать до однієї комплементації групи і мають дефекти в тому самому гені SEF1. Інактивація ідентифікованого гомолога TUP1 ген у штамі M.(P.) guilliermondii дикого типу призводив до 1,5-кратного збільшення вмісту клітинного заліза та 1,5–1,7-кратного збільшення збільшення вироблення рибофлавіну. Введення плазмідної копії гена TUP1 не відновлювало метаболічні дефекти гіперпродукції рибофлавіну та накопичення заліза у мутантного штаму M. (P.) guilliermondii m3, що несе мутацію hit1. Отримані результати свідчать про те, що обидва фактори транскрипції Sef1p і Tup1p беруть участь у регуляції надходження заліза та біосинтезу рибофлавіну дріжджами, що належать до CUG-клада. Молекулярний механізм дії Tup1p на біосинтез рибофлавіну у M.(P.) guilliermondii вимагало подальшого з'ясування.