Participación de las fosfolípido hidroperóxido glutatión peroxidasas (PHGPx) en la preservación de la función mitocondrial en el envejecimiento de Saccharomyces cerevisiae

Abstract

The rate of aging of several species has been inversely correlated with the degree of unsaturation of fatty acids that comprise biological membranes. Similarly, recently it has been observed that the incorporation of polyunsaturated fatty acids (PUFA) in the membranes of aging yeast leads to a rapid loss of viability, mitochondrial dysfunction, increased generation of reactive oxygen species and increased sensitivity to lipid peroxidation. A decrease was observed in the susceptibidad to lipid peroxidation with the progress of aging, suggesting activation of enzymatic and non-enzymatic antioxidant systems as an adaptive response to this process. In this regard, phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase three (PHGPx)) have been identified in Saccharomyces cerevisiae. These enzymes have a stake in membrane phospholipids protection against oxidative stress to catalyze the reduction of fatty acid hydroperoxides and phospholipids that are produced in peroxidized membranes. Of these three isoforms, Gpx2p is located in the mitochondria, while the other two are present in the cytosol. Thus the aim of this study was to demonstrate that PHGPx are important for the survival of yeasts in the presence of aged PUFA because they can contribute to better preservation of mitochondrial function, among other effects. The S. cerevisiae strain BY4741 and their respective mutant’s gpx1Δ, gpx2Δ and gpx3Δ were aged 30 days cultivated in stationary phase in the absence and presence of linolenic acid. Cell viability, membrane potential and mitochondrial respiration in situ were measured at 0 days (exponential phase), 15 and 30 days (stationary phase).

La tasa de envejecimiento de varias especies ha sido inversamente correlacionada con el grado de insaturación de los ácidos grasos que componen las membranas biológicas. De manera similar, recientemente se ha observado que la incorporación de ácidos grasos poliinsaturados (AGP) en las membranas de levaduras envejecidas conduce a una pérdida acelerada de la viabilidad, disfunción mitocondrial, aumento en la generación de especies reactivas de oxígeno e incremento a la sensibilidad a la peroxidación de lípidos. Se observó una disminución en la susceptibidad a la peroxidación de lípidos con el progreso del envejecimiento, lo que sugiere la activación de sistemas antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos como una respuesta adaptativa a este proceso. A este respecto, tres fosfolípidos hidroperóxidos glutatión peroxidasas (PHGPx)) han sido identificadas en Saccharomyces cerevisiae. Estas enzimas tienen una participación en la protección de fosfolípidos de membrana contra el estrés oxidativo al catalizar la reducción de hidroperóxidos de ácidos grasos y fosfolípidos que son producidos en las membranas peroxidadas. De estas tres isoformas, la Gpx2p se localiza en la mitocondria, mientras que las otras dos están presentes en el citosol. Así, el objetivo de este estudio fue demostrar que las PHGPx son importantes para la supervivencia de las levaduras envejecidas en presencia de AGP, debido a que pueden contribuir a una mejor preservación de la función mitocondrial, entre otros efectos. La cepa BY4741 de S. cerevisiae y sus respectivas mutantes gpx1Δ, gpx2Δ y gpx3Δ fueron envejecidas 30 días cultivándose en fase estacionaria en ausencia y presencia de ácido linolénico. La viabilidad celular, el potencial de membrana in situ y la respiración mitocondrial in situ se midieron a los 0 días (fase exponencial), 15 y 30 días (fase estacionaria).