Autor(es):
Perez, Rita R. 
Data: 2012
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.22/2571
Origem: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Assunto(s): Chumbo; Glutationa; Saccharomyces cerevisiae; Stress oxidativo; Toxicidade de metais pesados; Vacúolo; V-ATPase; Glutathione; Heavy metal toxicity; Lead; Oxidative stress; Vacuole
Descrição
A presença de metais pesados no meio ambiente deve-se, principalmente, a atividades
antropogénicas. Ao contrário do Cu e do Zn, que em baixas concentrações são essenciais
para o normal funcionamento celular, não se conhece para o chumbo nenhuma função
biológica. O chumbo apresenta efeitos tóxicos, é considerado possível agente carcinogéneo,
sendo classificado como poluente prioritário pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA
(US-EPA).
O presente trabalho teve como objetivo avaliar o papel da glutationa e do vacúolo,
como mecanismos de defesa, contra os efeitos tóxicos induzidos pelo chumbo, usando como
modelo a levedura Saccharomyces cerevisiae.
A levedura S. cerevisiae quando exposta a várias concentrações de chumbo, durante
3h, perde a viabilidade e acumula espécies reativas de oxigénio (ROS). O estudo comparativo
da perda de viabilidade e acumulação de ROS em células de uma estirpe selvagem (WT)
e de estirpes mutantes, incapazes de produzir glutationa devido a uma deficiência no gene
GSH1 (∆gsh1) ou GSH2 (∆gsh2), mostrou que as estirpes ∆gsh1 ou ∆gsh2 não apresentavam
um aumento da sensibilidade ao efeito tóxico do chumbo. No entanto, o tratamento de
células da estirpe WT com iodoacetamida (um agente alquilante que induz a depleção de
glutationa) aumentou a sensibilidade das células à presença de chumbo. Pelo contrário, o
enriquecimento em GSH, através da incubação de células WT com glucose e uma mistura
de aminoácidos que constituem a GSH (ácido L-glutâmico, L-cisteína e glicina), reduziu o
stress oxidativo e a perda de viabilidade induzida por chumbo.
A importância do vacúolo, como mecanismo de defesa, foi avaliada através da utilização
de um mutante sem qualquer estrutura vacuolar (∆vps16) ou de mutantes deficientes na
subunidade catalítica A (∆vma1) ou B (∆vma2) ou no proteolípido - subunidade c (∆vma3) da
V-ATPase. As células da estirpe ∆vps16 apresentaram uma elevada suscetibilidade à presença
de chumbo. As células das estirpes deficientes na subunidade A, B ou c da V-ATPase,
apresentaram uma maior perda de viabilidade, quando expostas a chumbo, do que as células
da estirpe WT, mas menor do que a da estirpe ∆vps16.
Em conclusão, os resultados obtidos, no seu conjunto, sugerem que a glutationa está
envolvida na defesa contra a toxicidade provocada por chumbo; todavia, a glutationa, por si
só, parece não ser suficiente para suster o stress oxidativo e a perda de viabilidade induzida
por chumbo. O vacúolo parece constituir um importante mecanismo de defesa contra a toxi-cidade provocada por chumbo. A V-ATPase parece estar envolvida na compartimentação de
chumbo no vacúolo. The presence of heavy metals, in the environment, is mainly due to anthropogenic activities.
On the contrary to copper and zinc, which are essential, at low concentrations, for the
normal cell function, lead is a non essential metal for biological functions. Lead is toxic, considered
as probable human carcinogen and classified as priority pollutant by the US Environmental
Protection Agency.
The aim of the present work was to evaluate the role of the glutathione and the vacuole,
as defence mechanisms, against the toxic effects lead-induced, using the yeast Saccharomyces
cerevisiae as a cell model.
Yeast cells of S. cerevisiae, exposed to different lead concentrations, for 3h, lost the
cell viability and accumulated intracellularly reactive oxygen species (ROS). Yeast cells unable
to produce glutathione due to the deficiency in GSH1 (∆gsh1) or GSH2 (∆gsh2) genes
were compared with wild type (WT) cells to the loss of cell viability and ROS accumulation
Pb-induced. It was verified that ∆gsh1 and ∆gsh2 cells did not display an increased sensitivity
to lead toxic effects, compared with WT cells. However, the depletion of glutathione, by
treatment of WT cells with iodoacetamide (an alkylating agent), enhanced the sensitivity to
Pb. In contrast, the incubation of WT cells with glucose and an amino acids mixture constituting
glutathione (L-glutamic acid, L-cysteine and glycine) reduced the oxidative stress and the
loss of proliferation capacity Pb-induced.
The importance of the vacuole, as a defence mechanism, was evaluated by using a
mutant without any vacuolar-like structure (∆vps16) or mutants deficient in the catalytic subunit
A (∆vma1) or B (∆vma2) or in proteolipid - subunit c (∆vma3) of V-ATPase. Cells of
∆vps16 strain exhibited a high sensitivity to the presence of lead. When exposed to lead,
cells of strains deficient in subunit A, B or c of V-ATPase, presented a higher loss of viability
than the cells of the WT strain, but lesser than the strain ∆vps16.
In conclusion, the obtained results suggest that intracellular GSH is involved in the defence
against the Pb-induced toxicity; however, it seems to be not enough to sustain the oxidative
stress and loss of cell viability Pb-induced. The vacuole seems to play an important
role, as defence mechanism against the toxicity lead-induced. The V-ATPase seems to be
involved in the compartmentalization of lead in the vacuole.
