Institut für Mikrobiologie und Weinforschung

Zellwandaufbau von Saccharomyces cerevisiae

Referentin: Franziska Sorge

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Funktion der Zellwand

• Physikalische Schutzwirkung

• Osmotische Stabilität

• Permeabilitätsbarriere für Wasser und Moleküle

• Bindung von Kationen

• Zell-Zell-Erkennung

• Zell-Zell-Adhäsion

Zusammensetzung der Zellwand

Makromolekül Anteil an Zellwandmasse %

Mannoproteine 30-50

1,6-β-Glucan 5-10

1,3-β-Glucan 30-45

Chitin 1,5-6

Zellwandkomponenten von außen nach innen

Aufbau der Zellwand

Walker GM (1998) Yeast. Phyiology and Biotechnology, Wiley

Aufbau der Zellwand - Glucane

- Hauptbestandteil der Zellwand

- β-1,3- und β-1,6-Glucane

- ß-1,3-Glucan-Ketten (1500 Glucose-Molekülen)

- β-1,6-Glucan-Ketten (150 Glucoseeinheiten)

- β-1,6-Glucan bindet Glycosylphosphatidylinositol (GPI) abhängige Proteine

- β-1,3-Glucan bindet PIR-Proteine

Aufbau der Zellwand - Glucan

Verzweigungsstruktur von β-1,3 und β-1,6 Glukan

Jährig SC (2007) Bioaktivitäten von Wertstoffen aus Saccharomyces Hefen, Berlin, S.16.

Aufbau der Zellwand - Glucan

Zentrale Rolle von ß-1,6-Glucan im Zellwandnetzwerk

(in Anlehnung an Kollar et al. 1997)

Aufbau der Zellwand - Chitin

- Lineare Ketten (etwa 120 N-Acetylglucosamin-Einheiten)

- Um die Sprossnarben angeordnet

- 10% des Chitins in lateralen Zellwänden

- reduzierendes Ende des Chitins koppelt an β-1,3- oder β-1,6-Glucan

- Funktion: Unlöslichkeit der Zellwand, Stabilität

Aufbau der Zellwand - Chitin

Aufbau des Chitins

Jährig SC (2007) Bioaktivitäten von Wertstoffen aus Saccharomyces Hefen, Berlin, S.20.

Aufbau der Zellwand - Chitin

Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Knospung und Knospungsnarben

Schematische Darstellung Aufbau einer Hefezelle

Jährig SC (2007) Bioaktivitäten von Wertstoffen aus Saccharomyces Hefen, Berlin, S.13.

http://202.114.65.51/fzjx/wsw/newindex/tuku/MYPER/e02/776.htmStand: 24.01.2013

Aufbau der Zellwand - Mannoproteine

- Glycosylierte Polypeptide

- Kohlenhydratanteil bilden die Mannane

- An etwa jedem 15. Mannosebaustein eine Phosphatgruppe

- Bestimmen Oberflächeneigenschaften

- 2 Klassen von Zellwandproteinen (GPI- und PIR-Proteine)

Aufbau der Zellwand - Mannoproteine

Harrison JS, Rose AH Second Edition. The Yeasts. Volume 3. Metabolism and Physiology of Yeasts

Aufbau der Zellwand - Mannoproteine

GPI-Proteine:

- GPI-Anker aus Glucosamin, Inositol und Phospholipid

- Abspaltung des GPI-Ankers an Zelloberfläche

- Proteine werden an β-1,6-Glucan geknüpft (O-Bindung)

- β-1,6-Glucan mit β-1,3-Glucan verbunden

Aufbau der Zellwand - Mannoproteine

Verankerung GPI-abhängige Mannoproteine in der Zellwand

Jährig SC (2007) Bioaktivitäten von Wertstoffen aus Saccharomyces Hefen, Berlin, S.19.

Aufbau der Zellwand - Mannoproteine

PIR-Proteine:

- die PIR-Proteine binden direkt an β-1,3-Glucan

- enthalten keinen GPI-Anker

Aufbau und Verankerung der PIR-Proteine

Klis FM et al. (2006) Cell wall construction in Saccharomyces cerevisiae, Yeast 23: 189.

Aufbau der Zellwand - Mannoproteine

Funktion:

- Oberflächeneigenschaften

- Agglutination und Flokkulation (GPI-abhängige Proteine)

- Vermutung Beeinflussung der Zellwandfestigkeit (PIR-Proteine)

- scheinen die Permeabilität der Zellwand zu bestimmen

Aufbau der Zellwand - Zusammenfassung

Literatur

Klis FM et al. (2006) Cell wall construction in Saccharomyces cerevisiae, Yeast 23: 185-202

http://www.chateauneuf.dk/artikler/vini15.jpg Stand: 24.01.2013

Walker GM (1998) Yeast. Phyiology and Biotechnology, Wiley

Jährig SC (2007) Bioaktivitäten von Wertstoffen aus Saccharomyces Hefen, Berlin, S.13-21.

Lorberg A (2000) Untersuchungen zur Regulation der Zellintegrität in Hefen, Düsseldorf, S. 2-6.

Hagen I (2002) Untersuchungen zur Zellwandbiogenese der Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae, Regensburg, S.2-8.