Antioxidant effect of melatonin on Saccharomyces and non-Saccharomyces wine yeasts

Author

Vázquez González, Jennifer

Director

Beltran Casellas, Gemma

Torija Martínez, Mª Jesús

Date of defense

2017-11-24

Pages

202 p.



Department/Institute

Universitat Rovira i Virgili. Departament de Bioquímica i Biotecnologia

Abstract

La melatonina (N-acetil-5 metoxytryptamine) que es sintetitza a partir de triptòfan, es forma durant la fermentació alcohòlica, no obstant el seu paper en el llevat és desconegut. Aquest estudi va utilitzar espècies de Saccharomyces i no Saccharomyces per avaluar els possibles efectes antioxidants de melatonina. Es va avaluar la resistència al H2O2, la producció d’espècies reactives d'oxigen, la peroxidació lipídica, l'activitat catalasa i a la composició lipídica (àcids grassos, fosfolípids i esterols) tant en llevats de Saccharomyces com no-Saccharomyces. A més, a S. cerevisiae es va avaluar el contingut de glutatió reduït i oxidat, es va quantificar la melatonina endògena i es va realitzar un assaig transcriptòmic. Els resultats van mostrar que els llevats que contenen àcids grassos insaturats com els àcids linoleic o linolènic són més tolerants a l'estrès oxidatiu. Per altra banda, la suplementació amb melatonina va facilitar que les cèl·lules fessin front a possibles estressos futurs. Tanmateix, quan les cèl·lules van ser sotmeses a estrès oxidatiu induït per H2O2, la melatonina va poder mitigar parcialment el dany cel·lular reduint la producció de ROS, la peroxidació de lípids i el glutatió oxidat a la vegada que augmentava el glutatió reduït i la viabilitat cel·lular. L`anàlisi de transcriptòmica va demostrar que la melatonina és capaç de modular la resposta a l'estrès oxidatiu a nivell transcripcional. Els resultats demostren que la melatonina pot actuar com antioxidant tant en llevats Saccharomyces com en no-Saccharomyces.


La melatonina (N-acetil-5 metoxytryptamine) que se sintetiza a partir del triptófano, se forma durante la fermentación alcohólica, no obstante su papel en la levadura es desconocido. Este estudio utilizó especies de Saccharomyces y no Saccharomyces para evaluar los posibles efectos antioxidantes de la melatonina. Se evaluó la resistencia al H2O2, la producción de especies reactivas de oxígeno, la peroxidación lipídica, la actividad catalasa y la composición lipídica (ácidos grasos, fosfolípidos y esteroles) tanto en levaduras de Saccharomyces como no-Saccharomyces. Además, en S. cerevisiae se evaluó el contenido de glutatión reducido y oxidado, se cuantificó la melatonina endógena y se realizó un ensayo transcriptómico. Los resultados mostraron que las levaduras que contienen ácidos grasos insaturados como los ácidos linoleico o linolénico son más tolerantes al estrés oxidativo. Por otra parte, la suplementación con melatonina facilitó que las células hicieran frente a posibles estreses futuros. Sin embargo, cuando las células fueron sometidas a estrés oxidativo inducido por H2O2, la melatonina pudo mitigar parcialmente el daño celular reduciendo la producción de ROS, la peroxidación de lípidos y el glutatión oxidado a la vez que aumentaba el glutatión reducido y la viabilidad celular. El analisis de transcriptómica demostró que la melatonina es capaz de modular la respuesta al estrés oxidativo a nivel transcripcional. Los resultados demuestran que la melatonina puede actuar como antioxidante tanto en levaduras Saccharomyces como no-Saccharomyces.


Melatonin (N-acetyl-5 methoxytryptamine) which is synthesized from tryptophan, is formed during alcoholic fermentation, though its role in yeast is unknown. This study employed Saccharomyces and non-Saccharomyces species to evaluate the possible antioxidant effects of melatonin. Resistance to H2O2, reactive oxygen species, lipid peroxidation, catalase activity and lipid composition (fatty acids, phospholipids and sterols) were evaluated in both Saccharomyces and non-Saccharomyces yeasts. Furthermore, cell viability, reduced and oxidized glutathione levels, endogenous melatonin levels as well as transcriptomics study were assessed in S. cerevisiae. Results showed that non-Saccharomyces yeast containing unsaturated fatty acids such as linoleic or linolenic acids are more tolerant to oxidative stress. Melatonin supplementation enables cells to resist better further stresses. However, when cells were subjected to oxidative stress induced by H2O2, melatonin was able to partially mitigate cell damage by decreasing ROS production, lipid peroxidation and oxidized glutathione and increasing reduced glutathione and viability. Transcriptomics assays showed that melatonin is able to modulate the oxidative stress response at transcriptional level. The findings demonstrate that melatonin can act as antioxidant in both Saccharomyces and non-Saccharomyces yeasts.

Keywords

Melatonina; estrès oxidatiu; Llevats vínics; Estrés oxidativo; Levaduras vínicas; Wine yeasts

Subjects

0 - Science and knowledge. Organization. Computer science. Information. Documentation. Librarianship. Institutions. Publications; 579 - Microbiology; 663/664 - Food and nutrition. Enology. Oils. Fat

Knowledge Area

Ciències

Documents

TESI.pdf

24.35Mb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)