DISCOVERY AND CHARACTERISATION OF YEAST FERRITIN (yFer1) IN SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Abstract

Ferritin is an important iron chelating protein that is reported to store iron in order to prevent the toxic effects of excess iron inside the cell. Ferritin is found almost ubiquitously in all kingdoms of life except in Fungi where its homologues in different fungal species are very limited. We previously conducted a genetic screen looking for sequences with the ability to suppress the pro-apoptotic effects of Bax in yeast. One of the DNA sequences we found that prevented Bax-mediated cell death in Saccharomyces cerevisiae yeast cells was that of the human ferritin heavy chain subunit (H-ferritin). As ferritins appear to be absent in yeast, it was surprising to find that human ferritin was able to function in yeast to prevent the effects of Bax. We therefore set out to determine whether yeast in fact does have a ferritin homologue by conducting a search in the Saccharomyces Genome Database (SGD) for sequences homologous to human H-ferritin. We identified YER067W, a 161 residue protein with 20% sequence identity with the 183 residue human H-ferritin as a likely ferritin yeast homologue. Like human H-ferritin, we found YER067W to be a Bax suppressor and general pro-survival protein. When overexpressed in S. cerevisiae separately, both proteins were found to behave similarly under various conditions, and were found to behave like iron scavengers as opposed to iron storage centres in yeast. Overall, these results suggest that YER067W is likely to be the long sought-after yeast ferritin (yFer1).

La ferritine est une protéine importante qui chélate et entrepose le fer afin d'éviter les effets toxiques de l'excès de fer dans la cellule. La ferritine se trouve presque ubiquitaire dans tous les règnes de la vie, sauf dans les champignons où ses homologues dans des différentes espèces fongiques sont rares. Nous avons déjà effectué un criblage à la recherche de séquences avec la possibilité de bloquer les effets pro-apoptotiques de Bax. Une des séquences d'ADN que nous avons trouvé qui a empêché la mort cellulaire induite par Bax dans des cellules de levure Saccharomyces cerevisiae a été celle qui code pour la chaîne lourde de la ferritine humaine (H-ferritine). Parce que la levure n'est pas connue pour posséder des ferritines, il était surprenant de trouver que la ferritine humaine était en mesure de fonctionner dans la levure pour prévenir les effets de Bax. Nous avons donc cherché à déterminer si la levure, en fait, a un homologue de ferritine en effectuant une recherche dans la base de données du génome de Saccharomyces (SGD) pour des séquences qui sont homologues à l’H-ferritine humaine. Nous avons identifié YER067W, une protéine de 161 résidus avec 20% d'identité de séquence avec l’H-ferritine humaine de 183 résidus comme un homologue de levure susceptible d’être la ferritine. Comme pour la H-ferritine humaine, nous avons trouvé que YER067W est un suppresseur de Bax et une protéine pro-survie générale. Lorsque surexprimée dans S. cerevisiae séparément, les deux protéines se comportent de façon similaire dans des conditions diverses et nous avons observé que les deux agissent comme des chélateurs et non comme des entreposeurs du fer. Dans l'ensemble, ces résultats suggèrent que YER067W est susceptible d'être la ferritine longuement convoitée de la levure (yFer1).