Functional Analysis of putative thioredoxin peroxidase, PRX1 of Candida albicans

Abstract

Candida albicans, the most frequent opportunistic human pathogen, is usually encountered with extracellular reactive oxygen species (ROS), especially when phgocytosed by macrophages or neutrophils of the host immune system. This is expected to be equipped with various antioxidant molecules to cope with potentially destructive ROS. Despite the necessity of antioxidants, their presence has not been well studied in C. albicans. In this study, a putative thioredoxin peroxidase named CaPRX1 was evaluated its molecular characteristics, biochemical properties, and probable biological roles in scavenging ROS. CaPRX1 was highly expressed in stationary phase in yeast cells and the protein level was increased 2 folds in amount in hyphal cells. CaPRX1 deletion mutant was constructed and tested to define functions of the gene. Taken together, our findings suggest that CaPRX1 is an antioxidant enzyme, involved in the cell defense system against oxidative stress, but it may function differently from its counterpart of Saccharomyces cerevisiae ScPRX1. Detailed molecular mechanisms of CaPRX1 in cell remain to be studied.;이형병원성 곰팡이인 캔디다 알비칸스는 면역능력이 저하된 면역저하증 환자에 생명을 위협하는 전신감염을 야기하는 기회 감염성 병원체로, thiol-specific antioxidant (TSA1) 이 과산화수소를 분해하는 효소로 그 기능이 밝혀졌다. CaTSA1와 유사한 다른 항산화 효소가 더 존재하는지 알기 위해 Candida Genome Database를 찾아본 결과, PRX1 유전자를 발견하였다. 본 연구에서는 캔디다 알비칸스의 CaPRX1 유전자의 기능을 밝히고자 CaPRX1 결실 돌연변이종을 만들었다. CaPRX1 결실 돌연변이종은 산화적 스트레스 상황에서 성장이 야생형 균주에 미치지 못하였다. CaPrx1단백질은 비환원 조건에서 산화형과 환원형으로 존재하는 것이 확인되었다. CaPRX1은 호모형의 경우 stationary phase에서, 균사체형에서는 hyphae phase에서 발현이 증가하였고, 단백질의 발현은 균사체에서 더 많았다. 또한 외부에서 과산화수소를 처리해주었을 때 야생형 균주에서 CaPrx1단백질의 환원형 발현이 증가하는 것을 확인하였다. 활성 산소 특이적인 형광염료를 이용하여 실험한 결과, CaPRX1 결실 돌연변이종이 야생형 균주에 비해 세포 내에 활성 산소를 더 많이 갖고 있는 것을 확인하였다. 이로써 CaPRX1은 캔디다 알비칸스 내에서 산화적 스트레스와 연관되는 유전자임을 알 수 있다.