Die Regulation des Kohlenhydrat-Stoffwechsels in der Milchhefe Kluyveromyces lactis zeigt, dass die an Saccharomyces cerevisiae gewonnenen Erkenntnisse nicht auf alle anderen Hefen übertragbar sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Mechanismus der Glukose-Repression in K. lactis analysiert. Modellhaft wurde zunächst die Transkriptionsregulation der Laktose verwertenden Gene, spezifisch das β-Galaktosidase Gen LAC4, untersucht. Basale Expression von LAC4 auf wenig ergiebigen Kohlenstoffquellen wird teilweise über ein Carbon Source-Responsive Element (CSRELAC4) reguliert, welches die Basal Control Region (BCR) im LAC4 Promotor ersetzen konnte. Basale LAC4-Expression geht einher mit Bindung eines Faktors Kdf1 an das CSRELAC4. Glukose und Galaktose hemmen diese Bindung. Es konnte gezeigt werden dass die Hemmung durch Galaktose lediglich einen unbehinderten metabolischen Fluss der Galaktose erfordert. Repression durch Glukose und Galaktose werden somit vermutlich über den gleichen Mechanismus vermittelt. Zwei regulatorische Gene wurden identifiziert, KlCAT8 und KlSIP4, die für Wachstum auf wenig ergiebige Kohlenstoffquellen gleichermassen notwendig sind. Beide Regulatoren sind angesiedelt unterhalb der zentralen Proteinkinase SNF1. Dieser regelt die Derepression Glukose-reprimierter Gene nach einen Wechsel zu einer armen Kohlenstoffquelle. Wie gezeigt wurde, ist KlCAT8 ein Regulator von KlSIP4. KlSIP4 aktiviert die Transkription von metabolischen Genen des Glyoxylatzyklus KlICL1 und KlMLS1. Zudem ist KlSIP4 wahrscheinlich autoreguliert. In den Promotoren dieser Gene wurden CSREs nachgewiesen. KlCAT8 und KlSIP4 sind Homologe der Gene CAT8 und SIP4 aus S. cerevisiae, die für CSRE-bindende Transkriptionsaktivatoren kodieren. Es ist darum sehr wahrscheinlich dass auch KlCat8p und KlSip4p über CSREs wirken. Allerdings scheint weder KlCat8p noch KlSip4p mit dem CSRE-bindenden Faktor Kdf1 identisch zu sein. Trotz starker Ähnlichkeit ist die Verwertung wenig ergiebiger Kohlenstoffquellen in K. lactis in einigen Hinsichten deutlich anders reguliert als in S. cerevisiae. Der Unterschied beruht darauf, dass in K. lactis die Glukoneogenese nicht unter CAT8-Kontrolle steht und SIP4 ein gleichwertiges Glied in der regulatorischen Kette ist. In K. lactis sind CAT8 und SIP4 ähnlich wichtig fur Wachstum auf wenig ergiebige Kohlenstoffquellen, ausser auf Glyzerin wo auf beide verzichtet werden kann. In S. cerevisiae ist CAT8 erforderlich für Wachstum auf alle nicht-fermentierbaren Kohlenstoffquellen, während für das SIP4 bisher keine Funktion gefunden werden konnte.
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