JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Biology

Saccharomyces cerevisiae Üstel büyüme kinetik solunum ve fermantatif metabolizma analiz etmek için toplu iş kültüründe

Published: September 30th, 2018

DOI:

10.3791/58192

1Department of Chemistry, Universidad Autónoma de Querétaro, 2Department of Biochemical Engineering, Instituto Tecnológico de Morelia, 3Department of Biochemical Engineering, Instituto Tecnológico Superior de Ciudad Hidalgo

Burada solunum ve fermantatif metabolizma Saccharomyces cerevisiae üstel büyüme üstel büyüme Denklem için yaklaştırarak tahmin etmek için bir iletişim kuralı mevcut. Kinetik parametrelerin hesaplanması maddeler/bileşikler etkileri fermantasyon veya mitokondrial solunum testi ile taranması için izin verir.

Saccharomyces cerevisiae hücreleri veya üssel faz olarak onların büyüme fermantasyon ve/veya mitokondrial solunum ATP üreten sürdürmek. Fermente karbon konsantrasyonu esas olarak Maya hücreleri ATP oluşturmak nasıl yönetir; Böylece, fermente karbonhidrat düzeyleri varyasyon S. cerevisiaeenerjik metabolizma kullanıyor. Bu kağıt toplama değişikliklerin etkisini ve solunum ve fermantatif metabolizmasına karbon kaynağı niteliği tahmin etmek için üstel Maya büyüme dayalı yüksek üretilen iş yöntemi açıklanır. S. cerevisiae büyüme bir Mikroplaka ölçülen veya konik sarsıldı 600 optik yoğunluk (OD) malzemelerini şişesi nm. Sonra bir büyüme eğrisi zaman, hangi kimlik ve üssel faz yelpazesi sağlar ve üstel büyüme denklemle kinetik parametrelerin elde etmek için monte karşı çizdirme OD tarafından inşa edilmiştir. Düşük belirli büyüme oranları daha yüksek katlama süreler genellikle solunum büyüme temsil eder. Buna karşılık, daha yüksek belirli büyüme oranları daha düşük katlama kez fermantatif büyüme gösterir. Zaman ve belirli büyüme oranı iki katına eşik değerleri fermente karbon kaynakları veya daha yüksek konsantrasyonlarda fermente şekerler gibi iyi bilinen solunum veya fermantatif koşullar kullanarak tahmin edilir. Bunun için belirli her zor elde edilir. Son olarak, hesaplanan kinetik parametrelerin Maya fermantatif ve/veya solunum büyüme gösterip göstermediğini kurmak için eşik değerleri ile karşılaştırılır. Bu yöntemin avantajı fermantatif veya solunum metabolizma bir madde/bileşik etkilerini anlamak için göreli basitliğidir. Büyüme karışık ve karmaşık bir biyolojik süreç olduğunu vurgulamak önemlidir; Bu nedenle, bu yöntem ilk veri oksijen tüketim miktar ve fermantasyon yan birikimi tarafından corroborated gerekir. Böylece, bu teknik bileşikler/maddeler rahatsız ya da fermantatif veya solunum metabolizma artırmak bir ön elemeyi olarak kullanılabilir.

Saccharomyces cerevisiae büyüme fizyolojik ve moleküler mekanizmaları onlarca tanımlamak için değerli bir araç hizmet vermiştir. Büyüme öncelikle üç yöntemlerle ölçülen: spot test, koloni oluşturan birim sayma ve büyüme eğrileri seri dilutions. Bu teknikler belirli yanıtlar veya fenotipleri araştırmak için tek başına veya birlikte çeşitli yüzeyler, çevre koşulları, mutantlar ve kimyasallar ile kullanılabilir.

Mitokondrial solunum içinde büyüme kinetik başarıyla bilinmeyen mekanizmaları keşfetmek için uygulanmış olan biyolojik bir süreçtir. Bu durumda, tek karbon ve enerji kaynağı değerlendirmek için izin verdiğinden takviyesi ile f....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. Kültür Medya ve Inoculum hazırlık

  1. 100 mL % 2 maya özü-pepton-Dekstroz (YPD) sıvı orta hazırlamak (1 gr maya ekstresi, kazein pepton, 2 g ve 2 g glikoz için 100 mL distile su ekleyin). Medya 3 mL 15 mL edilemezler konik tüpler içine dağıtmak. Basınçlı kap 15dk 121 ° C ve 1,5 psi için medya.
    Not: Medya bir ay 4-8 ° C'de depolanabilir
  2. Serin steril % 2 YPD et suyu 3 mL gliserol-20 ° C'de korunmuş S. cerevisiae hücre 250 μL ile dolu bir konik tüp aşılamak Gecede 20.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Büyüme eğrileri birime S. cerevisiae Maya solunum ve fermantatif fenotipleri arasında ayırımcılık için kullanılabilir. Bu nedenle, biz S. cerevisiae (BY4742) toplu iş kültürleri fermantatif büyümesini teşvik bildirilmiştir farklı glikoz konsantrasyonu ile gerçekleştirilen: % 1, % 2 ve % 10 (w/v)9. Fermantatif fenotip gösterilen kültürler küçük gecikme faz ve bir yüksek büyüme oranı (resim 1

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

J. Monod10 bakteriyel kültürlerde büyüme çalışmanın Mikrobiyoloji temel yöntemi olduğunu ifade beri uzun zaman geçti. Moleküler araçları gelişiyle kullanım ve çalışma bir teknik olarak büyüme geciktirir. Çok sayıda birbiriyle ilişkili süreçlerinden büyüme karmaşıklığına rağmen onun temel mekanizmaları matematiksel modeller11kullanarak tanımlanabilir. En karmaşık moleküler mekanizmaları12aydınlatmak için tamam.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Bu proje desteklenmiştir göre Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (grant numarası 293940) ve Fundación TELMEX-TELCEL (grant sayı 162005585), IKOM için her ikisi de verir.

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
Orbital ShakerThermo Scientific4353For inoculum incubation or conical fask cultures
Bioscreen Growth curvesC MBRFor batch cultures in microplates
GlucoseSigma G7021For YPD broth preparation
Peptone from casein, enzymatic digestSigma 82303For YPD broth preparation
Yeast extractSigma 09182-1KG-FFor YPD broth preparation
Bacteriological AgarSigma A5306For YPD agar preparation
NaH2PO4Sigma S8282For SC broth preparation
(NH4)2SO4Sigma A4418For SC broth preparation
Yeast nitrogen base without amino acids and ammonium sulfateSigma Y1251For SC broth preparation
Yeast synthetic drop-Out medium supplementsSigma Y1501For SC broth preparation
Ammonium sulfate granularJ.T. Baker0792-RFor medium supplementation example
ResveratrolSigma R5010For medium supplementation example
GalactoseSigma G8270For medium supplementation example
SucroseSigma S7903For medium supplementation example
Absolut ethanolMerck107017For medium supplementation example
GlycerolJ.T. Baker2136-01For medium supplementation example
GraphPad PrismGraphPad SoftwareFor data analysis
Honeycomb microplatesThermo Scientific9502550For microplate cultures

  1. Parrella, E., Longo, V. D. The chronological life span of Saccharomyces cerevisiae to study mitochondrial dysfunction and disease. Methods. 46 (4), 256-262 (2008).
  2. Rosas Lemus, M., et al. The role of glycolysis-derived hexose phosphates in the induction of the Crabtree effect. Journal of Biological Chemistry. , (2018).
  3. Xu, X. D., et al. Warburg effect or reverse Warburg effect? A review of cancer metabolism. Oncology Research and Treatment. 38 (3), 117-122 (2015).
  4. De Deken, R. H. The Crabtree effect: a regulatory system in yeast. Journal of General Microbiology. 44 (2), 149-156 (1966).
  5. Hagman, A., Sall, T., Piskur, J. Analysis of the yeast short-term Crabtree effect and its origin. The FEBS Journal. 281 (21), 4805-4814 (2014).
  6. Hammad, N., Rosas-Lemus, M., Uribe-Carvajal, S., Rigoulet, M., Devin, A. The Crabtree and Warburg effects: Do metabolite-induced regulations participate in their induction?. Biochim Biophys Acta. 1857 (8), 1139-1146 (2016).
  7. Keating, E., Martel, F. Antimetabolic Effects of Polyphenols in Breast Cancer Cells: Focus on Glucose Uptake and Metabolism. Frontiers in Nutrition. 5, 25 (2018).
  8. Pfeiffer, T., Morley, A. An evolutionary perspective on the Crabtree effect. Frontiers in Molecular Biosciences. 1, 17 (2014).
  9. Olivares-Marin, I. K., et al. Interactions between carbon and nitrogen sources depend on RIM15 and determine fermentative or respiratory growth in Saccharomyces cerevisiae. Applied Microbiology and Biotechnology. 102 (10), 4535-4548 (2018).
  10. Monod, J. The growth of bacterial cultures. Annual Review of Microbiology. 3 (1), 371-394 (1949).
  11. Cui, S., Xu, S. Analysis of mathematical models for the growth of tumors with time delays in cell proliferation. Journal of Mathematical Analysis and Applications. 336 (1), 523-541 (2007).
  12. Benzekry, S., et al. Classical mathematical models for description and prediction of experimental tumor growth. Public Library of Science Computational Biology. 10 (8), e1003800 (2014).
  13. Ramos-Gomez, M., et al. Resveratrol induces mitochondrial dysfunction and decreases chronological life span of Saccharomyces cerevisiae in a glucose-dependent manner. Journal of Bioenergetics and Biomembranes. 49 (3), 241-251 (2017).
  14. Madrigal-Perez, L. A., et al. Energy-dependent effects of resveratrol in Saccharomyces cerevisiae. Yeast. 33 (6), 227-234 (2016).
  15. Peleg, M., Corradini, M. G. Microbial growth curves: what the models tell us and what they cannot. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 51 (10), 917-945 (2011).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved