TY  - THES
A1  - Mottola, Austin
T1  - Molecular characterization of the SNF1 signaling pathway in \(Candida\) \(albicans\)
T1  - Molekulare Charakterisierung des SNF1-Signalweges von \(Candida\) \(albicans\)
N2  - The fungus Candida albicans is a typical member of the human microbiota, where it usually behaves as a commensal. It can also become pathogenic; often causing minor superficial infections in healthy people, but also potentially fatal invasive systemic infections in immunocompromised people. Unfortunately, there is only a fairly limited set of antifungal drugs, and evolution of drug resistance threatens their efficacy. Greater understanding of the mechanisms that C. albicans uses to survive in and infect the host can uncover candidate targets for novel antifungals. Protein kinases are central to a vast array of signalling pathways which govern practically all aspects of life, and furthermore are relatively straightforward to design drugs against. As such, investigation and characterization of protein kinases in C. albicans as well as their target proteins and the pathways they govern are important targets for research. AMP-activated kinases are well conserved proteins which respond to energy stress; they are represented in yeasts by the heterotrimeric SNF1 complex, which responds primarily to the absence of glucose. In this work, the SNF1 pathway was investigated with two primary goals: identify novel targets of this protein kinase and elucidate why SNF1 is essential. Two approaches were used to identify novel targets of SNF1. In one, suppressor mutants were evolved from a strain in which SNF1 activity is reduced, which exhibits defects in carbon source utilization and cell wall integrity. This revealed a suppressor mutation within SNF1 itself, coding for the catalytic subunit of the complex – SNF1Δ311-316. The second approach screened a library of artificially activated zinc cluster transcription factors, identifying Czf1 as one such transcription factor which, upon artificial activation, restored resistance to cell wall stress in a mutant of the SNF1 pathway. Finally, a, inducible gene deletion system revealed that SNF1 is not an essential gene.
N2  - Der Pilz Candida albicans ist ein typisches Mitglied der menschlichen Mikrobiota, wo er sich normalerweise als Kommensale verhält. Als fakultativ pathogener Erreger kann er jedoch auch leichte, überfachliche Infektionen bei gesunden Menschen verursachen, sowie potenziell tödliche, invasive systemische Infektionen bei immungeschwächten Menschen. Leider gibt es nur eine recht begrenzte Anzahl von Antimykotika, und die Entwicklung von Resistenzen bedroht deren Wirksamkeit. Ein besseres Verständnis der Mechanismen, die C. albicans nutzt, um im Wirt zu überleben und ihn zu infizieren, kann mögliche Angriffspunkte für neue Antimykotika aufdecken. Proteinkinasen sind von zentraler Bedeutung für eine Vielzahl von Signalwegen, die praktisch alle Aspekte des Lebens steuern und gegen die sich zudem relativ einfach Medikamente entwickeln lassen. Daher ist die Untersuchung und Charakterisierung von Proteinkinasen in C. albicans sowie ihrer Zielproteine und der von ihnen gesteuerten Signalwege ein wichtiges Ziel für die Forschung. AMP-aktivierte Kinasen sind hoch konservierte Proteine, die auf Energiestress reagieren; sie sind in Hefen durch den heterotrimeren SNF1-Komplex vertreten, der vor allem auf das Fehlen von Glukose reagiert. In dieser Arbeit wurde der SNF1-Signalweg mit zwei primären Zielen untersucht: die Identifizierung neuer Zielproteine dieser Proteinkinase und die Klärung der Frage, warum SNF1 essentiell ist. Für die Identifikation neuer Zielproteine von SNF1 wurden zwei Ansätze verwendet. Zum einen wurde ein Stamm mit reduzierter SNF1-Aktivität, für die Entwicklung von Suppressor-Mutanten verwendet, die einen Defekte bei der Verwertung von Kohlenstoffquellen und eine eingeschränkte Zellwandintegrität aufweisen. Dabei wurde eine Suppressormutation in SNF1 selbst entdeckt, die für die katalytische Untereinheit des Komplexes – SNF1Δ311-316 - kodiert. Für den zweite Ansatz wurde eine Bibliothek von künstlich aktivierten Zink-Cluster-Transkriptionsfaktoren untersucht. Dies führte zur Identifikation von Czf1 als einen solchen Transkriptionsfaktor, der nach künstlicher Aktivierung die Resistenz gegen Zellwandstress in einer Mutante des SNF1- Signalweges wiederherstellte. Schließlich zeigte ein induzierbares Gendeletionssystem, dass SNF1 kein essentielles Gen ist.
KW  - candida albicans
KW  - yeast
KW  - fungus
KW  - candida
KW  - kinase
KW  - cell wall
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-238098
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Morschhäuser, Joachim
A1  - Ramírez-Zavala, Bernardo
A1  - Weyler, Michael
A1  - Gildor, Tsvia
A1  - Schmauch, Christian
A1  - Kornitzer, Daniel
A1  - Arkowitz, Robert
T1  - Activation of the Cph1-Dependent MAP Kinase Signaling Pathway Induces White-Opaque Switching in Candida albicans
JF  - PLoS Pathogens
N2  - Depending on the environmental conditions, the pathogenic yeast Candida albicans can undergo different developmental programs, which are controlled by dedicated transcription factors and upstream signaling pathways. C. albicans strains that are homozygous at the mating type locus can switch from the normal yeast form (white) to an elongated cell type (opaque), which is the mating-competent form of this fungus. Both white and opaque cells use the Ste11-Hst7-Cek1/Cek2 MAP kinase signaling pathway to react to the presence of mating pheromone. However, while opaque cells employ the transcription factor Cph1 to induce the mating response, white cells recruit a different downstream transcription factor, Tec1, to promote the formation of a biofilm that facilitates mating of opaque cells in the population. The switch from the white to the opaque cell form is itself induced by environmental signals that result in the upregulation of the transcription factor Wor1, the master regulator of white-opaque switching. To get insight into the upstream signaling pathways controlling the switch, we expressed all C. albicans protein kinases from a tetracycline-inducible promoter in a switching-competent strain. Screening of this library of strains showed that a hyperactive form of Ste11 lacking its N-terminal domain (Ste11ΔN467) efficiently stimulated white cells to switch to the opaque phase, a behavior that did not occur in response to pheromone. Ste11ΔN467-induced switching specifically required the downstream MAP kinase Cek1 and its target transcription factor Cph1, but not Cek2 and Tec1, and forced expression of Cph1 also promoted white-opaque switching in a Wor1-dependent manner. Therefore, depending on the activation mechanism, components of the pheromone-responsive MAP kinase pathway can be reconnected to stimulate an alternative developmental program, switching of white cells to the mating-competent opaque phase.
KW  - biofilms
KW  - candida albicans
KW  - library screening
KW  - pheromones
KW  - protein expressions
KW  - protein kinase signaling cascade
KW  - regulator genes
KW  - transcription factors
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-97281
ER  -