Integração metabólica diferencial de sistemas de transdução e homeostase de prótons, cálcio e polifosfatos em leveduras de brotamento e fissão

Os polifosfatos são biopolímeros presentes em todas as células vivas, são moléculas armazenadoras de energia e fosfato. Células com alta demanda energética e poder proliferativo, como as neuronais, cardíacas, hepáticas, imunológicas e tumorais, são ricas em polifosfatos. Polifosfatos são armazenados em vacúolos, onde sua síntese e translocação requer H+-ATPases, mas também são presentes no núcleo, onde participam na síntese de DNA, em mitocôndria, e na membrana plasmática de células animais, onde modulam a resposta imune. Um importante evento regulatório em células eucarióticas e de interconexão metabólica é a interligação entre polifosfatos, ATP e inositol pirofosfato que influência e é influenciada pela homeostase do fosfato celular. Obtivemos resultados preliminares demonstrando que a modulação diferenciada de níveis de polifosfatos em células Saccharomyces cerevisiae (levedura de brotamento) e Schizosaccharomyces pombe (levedura de fissão) acoplada à regulação por calcineurina, uma proteína fosfatase Ca2+/calmodulina dependente, sugere uma modulação específica ligada ao modo de proliferação celular. Para maior compreensão da regulação de metabolismo de fosfato, realizamos análise comparativa dos sistemas de transdução e homeostase de prótons, cálcio e polifosfatos em S. pombe e S. cerevisiae, usando plataformas de bioinformática “Saccharomyces Genome Database”, “STRING”, “Genemania”. Identificamos uma rede de interações moleculares, físicas e genéticas interconectando H+-ATPases, Ca2+-ATPases com as proteínas das vias de sinalização celular e metabolismo de fosfato, que envolvem os processos de resposta ao estresse ambiental, aos níveis de nutrientes e metais como ferro e cobre, metabolismo de glicose e glicogênio, transporte intracelular de endossomos, crescimento celular, entre outros. As redes de interações mostram algumas diferenças em componentes e organização das vias e complexos funcionais entre S. cerevisiae e S. pombe. Como certos aspectos da levedura de fissão (controle de G2/M do ciclo celular, via RNAi, metabolismo de DNA) são considerados melhores modelos de biologia de metazoários que de S. cerevisiae, esse tipo de estudo integrativo poderá ajudar na compreensão do metabolismo de polifosfatos em células animais, pouco elucidado apesar da sua importância em processos fisiológicos e patofisiológicos.