El ácido sulfhídrico es un gas que durante décadas se estudió sólo por sus efectos tóxicos en las células, a pesar de que se produce naturalmente en bacterias, arqueas y eucariontes. Fue hasta este siglo que gracias al estudio de sus efectos en mamíferos, ha cobrado un gran interés y se ha demostrado que junto al óxido nítrico y al monóxido de carbono es uno de los tres gases con capacidad de ser una molécula de señalización celular. El H2S atraviesa las membranas biológicas sin necesidad de un facilitador y funciona como cardioprotector, vasorelajante y neuromodulador. Es un antiinflamatorio inhibidor de la apoptosis, reduce la adherencia de leucocitos, reduce los efectos adversos de la hipoxia, aumenta el tiempo de vida y participa en procesos celulares como el metabolismo de la glucosa y la angiogénesis. Tiene también funciones reproductivas: es importante para la fertilidad femenina, la erección del pene y el transporte del embrión en el oviducto, además de controlar la contractibilidad del tracto gastrointestinal. En plantas, el H2S acelera la germinación y favorece el crecimiento de tallos y hojas. En condiciones de cultivo constante en levaduras, el H2S es capaz de sincronizar a las células en oscilaciones ultradianas. El H2S tiene importancia a nivel industrial ya que es un producto no deseado de la fermentación y produce un olor desagradable en cervezas y vinos. Existen varios estudios sobre la producción de H2S usando Saccharomyces cerevisiae durante la fermentación, sin embargo, siempre se ha visto como un producto no deseado y no existe ningún estudio molecular que aborde el significado biológico que tiene la producción endógena de H2S en levaduras. A partir de resultados obtenidos durante mi postdoctorado reportamos que la ausencia de genes involucrados en la biosíntesis de H2S inhibe la actividad de la Proteína Cinasa A, lo cual apoya la idea de que el H2S es una molécula de señalización y que en S. cerevisiae podría tener un efecto importante en la regulación del metabolismo. El H2S actúa directamente sobre las proteínas, pues modifica las cisteínas mediante la modificación postraduccional conocida como sulfhidración, la cual consiste en la formación de un enlace persulfuro (-SSH). A pesar de que el H2S se produce de manera endógena en todos los eucariontes y participa en diferentes procesos celulares se conocen muy pocas proteínas blanco de esta modificación postraduccional; sólo se conoce el residuo exacto de sulfhidración de 7 proteínas. Cuatro de éstas proteínas, tienen al menos un ortólogo en la levadura (GAPDH, PTP1B1, MEK1 y SOD1). Tres de estas proteínas (GAPDH, MEK1 y PTP1B1) tienen conservado el residuo de cisteína que es modificado en mamíferos. En GAPDH y PTP1B1 la cisteína sulfhidrada es parte del sitio catalítico y en MEK1 se encuentra en el dominio de cinasa, lo que sugiere que en levadura éstas proteínas también podrían ser reguladas por sulfhidración. Recientemente se describió que en mitocondrias de levadura se puede encontrar a la proteína Nfs1p unida a un grupo persulfuro, es decir, tiene una sulfhidración. Demostraron que existen otras proteínas que tienen un grupo persulfuro y que al ser tratadas con DTT esta modificación desaparece, ésta es una característica de la sulfhidración de proteínas. Es necesario profundizar en el estudio del efecto del H2S en S. cerevisiae, estudiar las proteínas que son blanco de regulación postraduccional mediante la sulfhidración de cisteínas, de esta manera podríamos saber mas de su papel en la fisiología de la célula y su acción como molécula de señalización. El estudio de la sulfhidración del proteoma de S. cerevisiae contribuiría al descubrimiento de mecanismos de regulación de proteínas por medio de sulfhidración conservados en otras especies. Éste proyecto tiene la intención de estudiar por primera vez la sulfhidración de proteínas en un eucarionte unicelular. Existe evidencia experimental de la sulfhidración de proteínas en levaduras, pero nadie la ha estudiado de una manera sistemática. Con este estudio mi grupo de trabajo y yo, queremos contribuir a la generación de conocimiento básico en el área de estudio de las modificaciones postraduccionales de proteínas. Éste proyecto servirá para establecer las bases para comenzar una nueva línea de investigación en el Instituto de Fisiología Celular. Descubrir qué proteínas tienen ésta modificación postraduccional ayudaría a entender mejor los mecanismos de regulación de proteínas. Además estos mecanismos de regulación de proteínas podrían estar conservados en otras especies y contribuir al entendimiento de la regulación de eventos fisiológicos como la vasodilatación, angiogénesis y apoptosis, por mencionar sólo algunos, que son mediados por H2S y cuyos efectos a nivel molecular se desconocen. El objetivo de este trabajo es determinar las proteínas que tienen sulfhidración de cisteínas en el proteoma de la levadura S. cerevisiae. Mediante una técnica que permite marcar con biotina de manera específica las proteínas con un grupo persulfuro, vamos a purificar y analizar mediante espectrometría de masas las proteínas sulfhidradas del proteoma de S. cerevisiae. Los resultados de éste proyecto contribuirán al conocimiento básico sobre los efectos del H2S endógeno en el proteoma de la levadura S. cerevisiae. Éstos resultados los planeamos publicar en una revista internacional. Con este proyecto se espera graduar a un estudiante de licenciatura. Los recursos de este proyecto cubrirán parte de los materiales utilizados para las estancias de investigación del taller de "Diferenciación celular de hongos" de la Licenciatura en Biología de la Facultad de Ciencias de la UNAM y del servicio social "Modificaciones postraduccionales en respuesta a estrés en la levadura Saccharomyces cerevisiae" registrado en el Programa de Servicio Social de la UNAM.

Este proyecto tiene la intención de estudiar por primera vez la sulfhidración de proteínas en un eucarionte unicelular. Existe evidencia experimental de la sulfhidración de proteínas en levaduras(26), pero nadie la ha estudiado de una manera sistemática. Con este estudio mi grupo de trabajo y yo, queremos contribuir a la generación de conocimiento básico en el área de estudio de las modificaciones postraduccionales de proteínas. Éste proyecto servirá para establecer las bases para comenzar una nueva línea de investigación en el Instituto de Fisiología Celular. Descubrir qué proteínas tienen ésta modificación postraduccional ayudaría a entender mejor los mecanismos de regulación de proteínas. Además estos mecanismos de regulación de proteínas podrían estar conservados en otras especies y contribuir al entendimiento de la regulación de eventos fisiológicos como la vasodilatación, angiogénesis y apoptosis, por mencionar sólo algunos, que son mediados por H2S y cuyos efectos a nivel molecular se desconocen. El H2S juega un papel importante en el cáncer, ya que estimula el metabolismo energético de las células, la proliferación y la migración de células cancerígenas(27). El metabolismo energético de la levadura al igual que las células de tumores presenta el efecto Warburg, incluso se ha propuesto que puede ser un blanco terapéutico(28). Dada la importancia del H2S en la regulación del metabolismo de la glucosa, el estudio de la sulfhidración del proteoma de levadura podría ayudarnos a encontrar proteínas reguladoras del metabolismo energético que podrían servir como blanco para el diseño de fármacos contra células con cáncer. Los resultados de este estudio se darían a conocer a la comunidad científica mundial en al menos una publicación en una revista internacional.