Characterization of antioxidant genes in Candida albicans

Abstract

Candida albicans, the opportunistic fungal pathogen, causes life-threatening infection in immunocompromised host and usually encountered with extracellular reactive oxygen species (ROS), especially when phagocytosed by macrophage or neutrophils of the host immune system. Previously, some genes that have relative to antioxidant enzyme are differentially expressed in pathogenic hyphae by comparing protein profiles of yeast and hyphae of C. albicans. Many antioxidant genes have recently been characterized to function; Catalase and Peroxiredoxins (Prxs) that may possess ability of detoxifying reactive oxygen species (ROS). In this study, CaCAT1/PRX1 deficient double null mutant was constructed to examine the functional relationship of CAT1 and PRX1. Northern and Western analysis showed both transcript and translation decreased proportionally to the disrupted copy number and were completely absent in the null mutant. Antioxident genes deficient strains were more sensitive to H2O2 compare with wild type strain. In Δcat1, Δcat1/Δprx1 null mutant strains delayed induction of phagocytosis that caused delayed in evasion from macrophage by forming germ tube in observation, necrosis of macrophages induced by C. albicans infection. The prx1Δ has same as WT response to macrophage.;기회 감염성 병원체인 캔디다 알비칸스는 숙주의 면역체계의 대표적인 macrophage에 의한 산화 스트레스 조건에서 살아남아 면역능력이 저하된 면역저하증 환자의 생명을 위협하는 전신감염을 초래한다. Many antioxidant genes have recently been characterized to function; Catalase and Peroxiredoxins (Prxs) that may possess ability of detoxifying reactive oxygen species (ROS). 최근에 산화물질을 분해하는 여러 항산화 유전자의 기능이 밝혀지고 있다. Catalase 와 Peroxiredoxins (Prxs)도 항산와 효소로 작용하여 활성산소종을 해독하여 호기성 생물체를 보호하는 역할을 한다. 본 연구에서는 CaCAT1 과 CaPRX1 두 유전자의 상관관계를 밝히고자, 유전자 증폭기술로 제조된 카세트를 이용하여 캔디다 알비칸스 CAT1 결실 돌연변이종에서 PRX1 유전자가 결실된 CaCAT1/PRX1 결실 돌연변이종을 제작하였다. Northen 과 Western 분석을 통해 CaCAT1/PRX1 결실 돌연변이종에서는 PRX1 유전자의 전사와 단백질 생산이 완전히 저해되었고, 제거된 유전자의 개수에 비례하여 감소되는 것을 보았다. CaCAT1/PRX1 결실 돌연변이종은 야생형 균주와 CAT1, PRX1 유전자가 각각 결실된 돌연변이종과 비교했을 때, 비산화적 조건에서는 별다른 차이를 보이지 않았지만 산화 스트레스 조건에서는 높은 민감도를 보였다. Macrophage 와 캔디다 알비칸스의 상호작용 연구에서도 CaCAT1/PRX1 결실 돌연변이종은 야생형 균주와 CAT1, PRX1 유전자가 각각 결실된 돌연변이종에 비해, germ tube 형성을 통한 macrophage 의 회피기작이 매우 지체되었다.