The role of carboxylic acids in pathogenicity of Candida albicans

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ghasemi, Faezeh
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/85080
Resumo: Dissertação de mestrado em Molecular Genetics
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spelling The role of carboxylic acids in pathogenicity of Candida albicansO papel dos acidos carboxilicos na patogenicidade da Candida albicansAlternative carbon sourcesCandida albicansCarboxylic acidsPlasma membrane transportersÁcidos carboxílicosFonte de carbono alternativasTransportadores de membrana plasmáticaCiências Naturais::Ciências BiológicasDissertação de mestrado em Molecular GeneticsIn recent decades, fungal pathogens have become a global health problem. Candida albicans, a common opportunistic commensal microorganism, is the most frequent cause of systemic candidiasis and nosocomial bloodstream fungal infections. C. albicans can colonize various parts of the host under abnormal conditions, especially in immunocompromised patients. The main feature of C. albicans that has made it a serious pathogen is its ability to adapt to different host niches and utilize alternative carbon sources, like carboxylic acids, in glucose-poor settings, such as the colon and vagina. Yeast plasma membrane carboxylate transporters belonging to the AceTr Transporter family, known as Atos (Acetate Transporter Orthologs), seem to play a crucial role in the uptake of these substrates in C. albicans. Previous work identified the orthologs of the Saccharomyces cerevisiae Ato1 (Ady2) monocarboxylate transporter in several Candida species. In C. albicans, eight Ato orthologs were detected, whose functions are still unknown. The purpose of this thesis was to characterize the function and structure of selected Ato family members and Jen transporters in C. albicans by heterologous expression in S. cerevisiae. We constructed 5 plasmids by Gap repair containing selected ATO genes under the control of the GPD promoter. Additionally, using the CRISPR-Cas9 method, we generated C. albicans strains with GFP fusions at the 3’ terminal of ATO and JEN genes to investigate the expression and subcellular localization of the selected transporters. Fluorescence microscopy analyses revealed that CaAto1- GFP and CaAto2-GFP were localized at the plasma membrane in the presence of lactate and acetate, suggesting these transporters play an important role in the utilization of these substrates. Moreover, an in-silico analysis of Ato proteins was performed to determine their three dimensional structure and docking with substrates. We found that the NPAPLGL(M/S), and FLY regions are conserved in selected Atos. Additionally, molecular docking showed that all selected C. albicans Ato proteins have four acetate-binding sites. Also, a comparison of the predicted pore radius and 3D structure of CaAto proteins with ScAto1 suggests that CaAto1 and CaAto2 have the same pore size and structure as ScAto1, which may indicate their identical roles, whereas CaAto3, CaAto4, and CaAto5 were dissimilar and thus might present a different specificity.Nas últimas décadas, as infeções fúngicas tornaram-se um problema de saúde global. Candida albicans, um microrganismo comensal, mas também oportunista, é o agente infecioso responsável pela maioria das candidíases sistémicas e infeções fúngicas da corrente sanguínea. Esta levedura pode colonizar várias partes do corpo, especialmente em doentes imunocomprometidos. A levedura C. albicans adapta-se aos diferentes nichos existentes no hospedeiro e utiliza fontes de carbono alternativas, como ácidos carboxílicos, em ambientes escassos em glucose, como o cólon e a vagina. Os transportadores de carboxilatos da membrana plasmática de levedura pertencentes à família AceTr, conhecidos como Atos (Acetate Transporter Orthologs), parecem desempenhar um papel crucial na absorção destes substratos em C. albicans. Estudos prévios identificaram os ortólogos do transportador de acetato Ato1 (Ady2) de Saccharomyces cerevisiae em várias espécies do género Candida. Em C. albicans, foram detetados oito ortólogos, cujas funções ainda são desconhecidas. O objetivo desta tese foi a determinação da função e estrutura de transportadores de C. albicans pertencentes à família Ato e Jen, por expressão heteróloga em S. cerevisiae. Para o efeito, construímos 5 plasmídeos contendo os genes ATO selecionados sob o controlo do promotor GPD, usando a metodologia de Gap Repair. Adicionalmente, usando o método CRISPR-Cas9, gerámos estirpes de C. albicans contendo fusões GFP no terminal 3' dos genes ATO e JEN para determinar a expressão e a localização subcelular dos transportadores selecionados. Ensaios de microscopia de fluorescência revelaram que na presença de lactato e acetato, as proteínas CaAto1-GFP e CaAto2-GFP se localizaram na membrana plasmática, sugerindo que estes transportadores desempenham um papel importante na utilização desses substratos. Foi também realizada uma análise in-silico das proteínas Ato para determinar a sua estrutura tridimensional e a interação com substratos. Verificámos que os domínios NPAPLGL(M/S) e FLY são conservados nestas proteínas. As proteínas Ato de C. albicans aqui estudadas apresentam quatro locais putativos de ligação acetato. A previsão da estrutura 3D e do raio do poro da proteína evidenciaram que a CaAto1 e a CaAto2 têm o mesmo tamanho e estrutura de poros que a ScAto1, o que pode indicar que terão funções idênticas, enquanto que CaAto3, CaAto4 e CaAto5 ao terem estruturas distintas podem possuir uma especificidade diferente.Paiva, SandraSoares-Silva, Isabel JoãoUniversidade do MinhoGhasemi, Faezeh2023-01-092023-01-09T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/85080eng203267192info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-10T01:19:06Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/85080Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:24:10.180307Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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