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The antifungal plant defensin HsAFP1 induces autophagy, vacuolar dysfunction and cell cycle impairment in yeast.
Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-03-05 , DOI: 10.1016/j.bbamem.2020.183255 Caroline Struyfs 1 , Tanne L Cools 2 , Kaat De Cremer 2 , Belém Sampaio-Marques 3 , Paula Ludovico 3 , Brian M Wasko 4 , Matt Kaeberlein 4 , Bruno P A Cammue 1 , Karin Thevissen 2
Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-03-05 , DOI: 10.1016/j.bbamem.2020.183255 Caroline Struyfs 1 , Tanne L Cools 2 , Kaat De Cremer 2 , Belém Sampaio-Marques 3 , Paula Ludovico 3 , Brian M Wasko 4 , Matt Kaeberlein 4 , Bruno P A Cammue 1 , Karin Thevissen 2
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The plant defensin HsAFP1 is characterized by broad-spectrum antifungal activity and induces apoptosis in Candida albicans. In this study, we performed a transcriptome analysis on C. albicans cultures treated with HsAFP1 to gain further insight in the antifungal mode of action of HsAFP1. Various genes coding for cell surface proteins, like glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchored proteins, and proteins involved in cation homeostasis, autophagy and in cell cycle were differentially expressed upon HsAFP1 treatment. The biological validation of these findings was performed in the model yeast Saccharomyces cerevisiae. To discriminate between events linked to HsAFP1's antifungal activity and those that are not, we additionally used an inactive HsAFP1 mutant. We demonstrated that (i) HsAFP1-resistent S. cerevisiae mutants that are characterized by a defect in processing GPI-anchors are unable to internalize HsAFP1, and (ii) moderate doses (FC50, fungicidal concentration resulting in 50% killing) of HsAFP1 induce autophagy in S. cerevisiae, while high HsAFP1 doses result in vacuolar dysfunction. Vacuolar function is an important determinant of replicative lifespan (RLS) under dietary restriction (DR). In line, HsAFP1 specifically reduces RLS under DR. Lastly, (iii) HsAFP1 affects S. cerevisiae cell cycle in the G2/M phase. However, the latter HsAFP1-induced event is not linked to its antifungal activity, as the inactive HsAFP1 mutant also impairs the G2/M phase. In conclusion, we demonstrated that GPI-anchored proteins are involved in HsAFP1's internalization, and that HsAFP1 induces autophagy, vacuolar dysfunction and impairment of the cell cycle. Collectively, all these data provide novel insights in the mode of action of HsAFP1 as well as in S. cerevisiae tolerance mechanisms against this peptide.
中文翻译：
抗真菌植物防御素 HsAFP1 在酵母中诱导自噬、液泡功能障碍和细胞周期障碍。
植物防御素 HsAFP1 具有广谱抗真菌活性，可诱导白色念珠菌凋亡。在这项研究中，我们对用 HsAFP1 处理的白色念珠菌培养物进行了转录组分析，以进一步了解 HsAFP1 的抗真菌作用模式。编码细胞表面蛋白的各种基因，如糖基磷脂酰肌醇 (GPI) 锚定蛋白，以及参与阳离子稳态、自噬和细胞周期的蛋白质，在 HsAFP1 处理后差异表达。这些发现的生物学验证是在模型酵母酿酒酵母中进行的。为了区分与 HsAFP1 的抗真菌活性相关的事件和那些不是的事件，我们还使用了一个非活性的 HsAFP1 突变体。我们证明了 (i) HsAFP1 抗性 S. 以加工 GPI 锚点缺陷为特征的酿酒酵母突变体无法内化 HsAFP1，并且 (ii) 中等剂量（FC50，杀菌浓度导致 50% 杀灭）的 HsAFP1 诱导酿酒酵母自噬，而高 HsAFP1 剂量导致在液泡功能障碍中。液泡功能是饮食限制 (DR) 下复制寿命 (RLS) 的重要决定因素。实际上，HsAFP1 专门减少了 DR 下的 RLS。最后，(iii) HsAFP1 在 G2/M 期影响酿酒酵母细胞周期。然而，后者 HsAFP1 诱导的事件与其抗真菌活性无关，因为失活的 HsAFP1 突变体也会损害 G2/M 期。总之，我们证明 GPI 锚定蛋白参与 HsAFP1 的内化，并且 HsAFP1 诱导自噬，液泡功能障碍和细胞周期受损。总的来说，所有这些数据都为 HsAFP1 的作用模式以及酿酒酵母对该肽的耐受机制提供了新的见解。
更新日期：2020-03-05
中文翻译：
抗真菌植物防御素 HsAFP1 在酵母中诱导自噬、液泡功能障碍和细胞周期障碍。
植物防御素 HsAFP1 具有广谱抗真菌活性，可诱导白色念珠菌凋亡。在这项研究中，我们对用 HsAFP1 处理的白色念珠菌培养物进行了转录组分析，以进一步了解 HsAFP1 的抗真菌作用模式。编码细胞表面蛋白的各种基因，如糖基磷脂酰肌醇 (GPI) 锚定蛋白，以及参与阳离子稳态、自噬和细胞周期的蛋白质，在 HsAFP1 处理后差异表达。这些发现的生物学验证是在模型酵母酿酒酵母中进行的。为了区分与 HsAFP1 的抗真菌活性相关的事件和那些不是的事件，我们还使用了一个非活性的 HsAFP1 突变体。我们证明了 (i) HsAFP1 抗性 S. 以加工 GPI 锚点缺陷为特征的酿酒酵母突变体无法内化 HsAFP1，并且 (ii) 中等剂量（FC50，杀菌浓度导致 50% 杀灭）的 HsAFP1 诱导酿酒酵母自噬，而高 HsAFP1 剂量导致在液泡功能障碍中。液泡功能是饮食限制 (DR) 下复制寿命 (RLS) 的重要决定因素。实际上，HsAFP1 专门减少了 DR 下的 RLS。最后，(iii) HsAFP1 在 G2/M 期影响酿酒酵母细胞周期。然而，后者 HsAFP1 诱导的事件与其抗真菌活性无关，因为失活的 HsAFP1 突变体也会损害 G2/M 期。总之，我们证明 GPI 锚定蛋白参与 HsAFP1 的内化，并且 HsAFP1 诱导自噬，液泡功能障碍和细胞周期受损。总的来说，所有这些数据都为 HsAFP1 的作用模式以及酿酒酵母对该肽的耐受机制提供了新的见解。
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