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ARTÍCULO

Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación - UNAM

Departamento de Acervos Digitales

EL MECANISMO DEL TRANSPORTE

DEL POTASIO EN LA LEVADURA.

UN IMPORTANTE DESCUBRIMIENTO

REALIZADO EN MÉXICO.

Antonio Peña Díaz (Instituto de Fisiología Celular, UNAM)

1 de enero de 2015 | Vol. 16 | Núm. 1 | ISSN 1607 - 6079

El mecanismo del transporte del potasio en la levadura.

Un importante descubrimiento realizado en México

Antonio Peña Díaz


http://www.revista.unam.mx/vol.16/num1/art06

Departamento de Acervos Digitales. Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación – UNAM

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EL MECANISMO DEL TRANSPORTE DEL POTASIO EN LA LE-

VADURA. UN IMPORTANTE DESCUBRIMIENTO REALIZADO

EN MÉXICO

Resumen

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Alicia

Texto



Antonio Peña Díaz





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THE POTASSIUM TRANSPORT MECHANISM IN YEASTS. AN IM-PORTANT DISCOVERY CARRIED OUT IN MÉXICO

Abstract

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Antonio Peña Díaz





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EL MECANISMO DEL TRANSPORTE DEL POTASIO EN LA LE-

VADURA. UN IMPORTANTE DESCUBRIMIENTO REALIZADO

EN MÉXICO

La serendipia

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El efecto del potasio en la levadura

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Antonio Peña Díaz





5

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Figura 1: Comparación del etanol producido durante la fermentación de azúcar con

S.cerevisiae para producir etanol en presencia de sodio

y potasio, tanto en células cosechadas en la fase log,

como células cosechadas en la fase estacionaria.




Antonio Peña Díaz





6

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Figura 2. Cambios observa-dos en los compuestos de la

vía glucolítica de la levadura. En rojo se muestran los com-

puestos cuya concentración se modificó en presencia de

potasio en el medio. En verde se muestra el ATP y el ADP

derivado de la vía.




Antonio Peña Díaz





7

&ƵĞ ĞŶƚŽŶĐĞƐ ƋƵĞ ĐŽŵƉƌĞŶĚŝŵŽƐƋƵĞ ĞƐƚĂďĂŶ ĞƋƵŝǀŽĐĂĚŽƐ ůŽƐ ƌĞ-ƐƵůƚĂĚŽƐĂƉĂƌƟƌĚĞ ůŽƐ ĐƵĂůĞƐ ĐĂů-ĐƵůĂŵŽƐ ůŽƐ ĐĂŵďŝŽƐ ĞŶ ůĂƐ ĐŽŶ-ĐĞŶƚƌĂĐŝŽŶĞƐ ĚĞ dW Ǉ W Ǉ ƋƵĞŶŽ ƚĞŶşĂŶ ƐĞŶƟĚŽ ů ĞƌƌŽƌ ƐƵƌŐşĂĞŶ ůĂ ĐŽŶĐĞŶƚƌĂĐŝſŶ ĚĞů ĄĐŝĚŽ ƋƵĞŚĂďşĂŵŽƐƵƟůŝǌĂĚŽĞŶůĂĞǆƚƌĂĐĐŝſŶĚĞĞƐƚŽƐŶƵĐůĞſƟĚŽƐ^ſůŽĨƵĞĐƵĞƐ-ƟſŶĚĞ ĂƵŵĞŶƚĂƌůĂ ĂƐş ŽďƚƵǀŝŵŽƐůŽƐ ƌĞƐƵůƚĂĚŽƐƋƵĞƐĞŵƵĞƐƚƌĂŶĞŶůĂ&ŝŐƵƌĂϰŶĞƐƚĂĮŐƵƌĂƐĞƉƵĞĚĞŶŽďƐĞƌǀĂƌůŽƐĐĂŵďŝŽƐĞŶůŽƐŶŝǀĞůĞƐĚĞdWǇWƋƵĞƐĞƉƌŽĚƵĐĞŶƐĞ-ŐƵŶĚŽƐ ĚĞƐƉƵĠƐ ĚĞ ĂŐƌĞŐĂƌ Ğů ƉŽ-ƚĂƐŝŽ ;<ůͿ ƵƟůŝǌĂŶĚŽ ƚĂŶƚŽ ĞƚĂŶŽůĐŽŵŽďƵƚĂŶŽůƐƵƐƚƌĂƚŽ^ĞĐŽŶƐƚĂƚĂĐůĂƌĂŵĞŶƚĞƋƵĞĞŶĂŵďŽƐĐĂƐŽƐĞůdWĚŝƐŵŝŶƵǇĞǇ

ĞůWĂƵŵĞŶƚĂ Ŷ ŽƚƌŽ ĞǆƉĞƌŝŵĞŶƚŽ ĐŽŶ ŐůƵ-ĐŽƐĂ ĐŽŵŽ ƐƵƐƚƌĂƚŽ ůŽƐ ƌĞƐƵůƚĂĚŽƐŵŽƐƚƌĂƌŽŶ ƋƵĞ ĐŽŶ ĞƐƚĞ ƐƵƐƚƌĂƚŽĂƵŶƋƵĞ ůŽƐ ĐĂŵďŝŽƐ ĨƵĞƌŽŶ ƐĞŵĞ-ũĂŶƚĞƐ ůĂŵĂŐŶŝƚƵĚĚĞůĐĂŵďŝŽĨƵĞŶŽƚĂďůĞŵĞŶƚĞ ŵĞŶŽƌ ƉĞƌŽ ƌĞƉƌŽ-ĚƵĐŝďůĞ

La presencia de una

ATPasa

hŶĂǀĞǌŽďƚĞŶŝĚŽƐĞƐƚŽƐƌĞƐƵůƚĂĚŽƐĞůƐŝŐƵŝĞŶƚĞĞǆƉĞƌŝŵĞŶƚŽĞƌĂŽďǀŝŽ

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Figura 4. Cambios observa-dos en los niveles de ATP y

ADP que se producen segun-dos después de agregar iones potasio (KCl), en un cultivo

aerobio de levadura utilizan-do etanol como sustrato. La flecha muestra el momento

de adición. (A) Etanol como sustrato, (B) butanol como

sustrato.

Figura 3. Actividad respira-toria de S. cerevisiae medida

como el cambio en la concan-tración de oxígeno disuelto

en el medio de cultivo. La línea continua representa

la respiración en un medio con glucosa, mientras que la

punteada en etanol.




Antonio Peña Díaz





8

ĐŝƚĂĚŽĚĞϭϵϲϵƚĂŵďŝĠŶĞŶĐŽŶƚƌĂŵŽƐƋƵĞĂůĂů-ĐĂůŝŶŝǌĂƌĞůŵĞĚŝŽĂƵŵĞŶƚĂŶĚŽĞůƉ,ƐĞĂĐĞůĞƌĂ-ďĂůĂƌĞƐƉŝƌĂĐŝſŶƉĞƌŽƋƵĞĞŶĞƐƚĂƐĐŽŶĚŝĐŝŽŶĞƐůĂĂĚŝĐŝſŶĚĞŝŽŶĞƐ<+ǇĂŶŽƚĞŶşĂĞĨĞĐƚŽ;&ŝŐƵƌĂϲͿ ŶĞůŶƵĞǀŽĞǆƉĞƌŝŵĞŶƚŽĞŶĐŽŶƚƌĂŵŽƐƋƵĞůŽƐĐĂŵďŝŽƐĚĞĐŽŶĐĞŶƚƌĂĐŝſŶĚĞůdWǇĚĞůWƋƵĞƚƵǀŝĞƌŽŶůƵŐĂƌĂůƉ,ĚĞϰϬŶŽƐĞƉƌŽ-ĚƵĐşĂŶĐƵĂŶĚŽůĂƐĐĠůƵůĂƐƐĞŝŶĐƵďĂďĂŶĂƉ,ϳ ϱƵŶƋƵĞĞƌĂĐůĂƌŽƋƵĞůĂĂĚŝĐŝſŶĚĞ<+ƉƌŽĚƵĐşĂƵŶĂĚŝƐŵŝŶƵĐŝſŶĚĞůŽƐŶŝǀĞůĞƐĚĞdWǇƵŶĂƵ-ŵĞŶƚŽĞŶůŽƐĚĞWǇĨŽƐĨĂƚŽ ŝŶŽƌŐĄŶŝĐŽƋƵĞŝŶĚŝĐĂďĂƐŝŶůƵŐĂƌĂĚƵĚĂƐƋƵĞůĂĂĚŝĐŝſŶĚĞů<+ ĞƐƟŵƵůĂďĂĂƵŶĂdWĂƐĂƐſůŽŶŽƐĂƚƌĞǀŝŵŽƐĂƉŽƐƚƵůĂƌůĂĐŽŵŽůĂĐĂƵƐĂĚĞůĂĞƐƟŵƵůĂĐŝſŶĚĞůĂĨĞƌŵĞŶƚĂĐŝſŶƉŽƌůĂŐĞŶĞƌĂĐŝſŶĚĞůW ƋƵĞƐĞƌĞƋƵŝĞƌĞƉĂƌĂĞůĂǀĂŶĐĞĚĞůĂƐĚŽƐƌĞĂĐĐŝŽŶĞƐĚĞůĂŐůƵĐŽůŝƐŝƐƐŝŐƵŝĞŶƚĞƐ

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Figura 5. Cambios en la concentración de fosfato des-pués de la adición de potasio

(KCl) en la respiración de S. cerevisiae en presencia de

A) butanol, B) etanol y C) glucosa como sustratos.

Figura 6. Efecto de la adición de iones potasio (KCl) sobre la velocidad de consumo de

oxígeno realizada en presen-cia de glucosa A) pH=4.0, B)

pH=7.5.

Si se analiza la velocidad del consumo de oxígeno en el

experimento que se muestra en la Figura 6 A), realizado a pH 4.0, más ácido, puede ob-servarse que el K+ claramente estimuló la respiración (línea

punteada). Sin embargo, en la Figura 5 B), que muestra

los resultados obtenidos a pH 7.5, se constata en primera

que la respiración es más rápida, y en segunda que el K+ no estimula el consumo de oxígeno. La observación

anterior nos llevó a medir los cambios del ATP y del ADP

al agregar el K+ en células incubadas tanto a pH 4.0

como a pH 7.5.




Antonio Peña Díaz





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ĚĞůĂŇƵŽƌĞƐĐĞŶĐŝĂĚĞůE,EƵĞǀĂŵĞŶƚĞůŽƐĐĂŵďŝŽƐĞƌĂŶƐĞŵĞũĂŶƚĞƐĂůŽƐŽďƐĞƌǀĂ-ĚŽƐĐŽŶůĂƉƌĞƐĞŶĐŝĂŽůĂĂĚŝĐŝſŶĚĞů<+ůĐĂŵďŝŽĚĞůƉ,ĚĞϰϬĂϳ ϱƉƌŽĚƵĐşĂƵŶĂƵŵĞŶƚŽĚĞůĂŇƵŽƌĞƐĐĞŶĐŝĂ;ǇůŽƐŶŝǀĞůĞƐͿĚĞůE, ůƌĞƐƵůƚĂĚŽĂŶƚĞƐŵĞŶĐŝŽŶĂĚŽŶŽƐůůĞǀſĂŵĞĚŝƌůŽƐĐĂŵďŝŽƐƌĞƐƵůƚĂŶƚĞƐĚĞůĂƵ-ŵĞŶƚŽĚĞůƉ,ƐŽďƌĞůŽƐŶŝǀĞůĞƐĚĞdWǇW ƚĂŶƚŽĐŽŶŐůƵĐŽƐĂĐŽŵŽĐŽŶĞƚĂŶŽůĐŽŵŽƐƵƐƚƌĂƚŽƐEƵĞǀĂŵĞŶƚĞůĂƐŽƌƉƌĞƐĂĨƵĞƋƵĞĂůĂƵŵĞŶƚĂƌĞůƉ,ĂƵŵĞŶƚĂďĂĞůWǇĚŝƐŵŝ-ŶƵşĂĞůdW ĐŽŵŽůŽŵƵĞƐƚƌĂůĂ&ŝŐƵƌĂϴŽŵŽƉƵĞĚĞĐŽŶƐƚĂƚĂƌƐĞĞŶůĂĮŐƵƌĂůŽƐĐĂŵ-ďŝŽƐƐŽŶƐŝŵŝůĂƌĞƐĂůŽƐŽďƚĞŶŝĚŽƐĐŽŶůĂĂĚŝĐŝſŶĚĞ<+ƉĞƌŽŵĄƐĐůĂƌŽƐĐƵĂŶĚŽĞůƐƵƐƚƌĂƚŽĞƐĞƚĂŶŽů

La explicación y propuesta del mecanismo del transporte del K+

en la levadura

ĞƐĚĞŵƵĐŚŽƟĞŵƉŽĂƚƌĄƐĞƌĂĐŽŶŽĐŝĚĂůĂĐĂƉĂĐŝĚĂĚĚĞS. cerevisiae,ƚĂŶƚŽƉĂƌĂĂĐŝĚŝ-ĮĐĂƌĐŽŵŽƉĂƌĂƚŽŵĂƌ<+ĚĞůŵĞĚŝŽĐŽŶŐƌĂŶĞĮĐĂĐŝĂĞŚĞĐŚŽĞƐƚĂůĞǀĂĚƵƌĂĚĞďĞƐƵƉƌĞǀĂůĞŶĐŝĂƐŽďƌĞĐĂƐŝĐƵĂůƋƵŝĞƌŽƚƌŽŵŝĐƌŽŽƌŐĂŶŝƐŵŽĞŶƵŶŵĞĚŝŽĂǌƵĐĂƌĂĚŽĂƋƵĞĂͿƉƵĞĚĞĂĐŝĚŝĮĐĂƌůŽŚĂƐƚĂŶŝǀĞůĞƐŵƵǇďĂũŽƐ;Ɖ,ĚĞϯϬŽŵĞŶŽƌͿďͿƋƵĞƉƵĞĚĞƌĞƐƉŝƌĂƌ ǇƉŽƌĞůůŽĞƐĐĂƉĂǌĚĞĐŽŶƐƵŵŝƌƚŽĚŽĞůŽǆşŐĞŶŽǀŽůǀŝĞŶĚŽĞůŵĞĚŝŽĂŶĂĞƌſďŝĐŽƉĞƌŽĂĚĞ-ŵĄƐĐͿĞůůĂŵŝƐŵĂŶŽƌĞƋƵŝĞƌĞĚĞŽǆşŐĞŶŽƉĂƌĂǀŝǀŝƌ ƉƵĞƐƉƵĞĚĞŽďƚĞŶĞƌƚŽĚĂƐƵĞŶĞƌŐşĂĚĞůĂĨĞƌŵĞŶƚĂĐŝſŶĂĚŽĞŶƚŽŶĐĞƐƋƵĞĞůŵĞĚŝŽĞƐŵƵǇĄĐŝĚŽǇĂŶĂĞƌſďŝĐŽůĂƷŶŝĐĂƋƵĞƉƵĞĚĞƐŽďƌĞǀŝǀŝƌĞŶĠůĞƐůĂŵŝƐŵĂS. cerevisiae ƐƚĂŐƌĂŶĐĂƉĂĐŝĚĂĚƚĂŶƚŽƉĂƌĂĂĐŝĚŝĮĐĂƌĐŽŵŽƉĂƌĂƚŽŵĂƌĞů<+ĚĞůŵĞĚŝŽŚŝǌŽƐƵƉŽŶĞƌĂůŐƌƵƉŽĚĞŽŶǁĂǇ;ϭϵϱϬͿƋƵĞĞǆŝƐơĂƵŶƐŝƐƚĞŵĂĞŶůĂůĞǀĂĚƵƌĂƋƵĞƐĞĞŶĐĂƌ-ŐĂďĂĚĞŝŶƚĞƌĐĂŵďŝĂƌƉƌŽƚŽŶĞƐ;,+ͿĚĞůŝŶƚĞƌŝŽƌĚĞůĂĐĠůƵůĂƉŽƌ<+ĚĞůĞǆƚĞƌŝŽƌ ĚĞŵĄƐĐŽŶƐĐŝĞŶƚĞĚĞƋƵĞĞŶĞůƉƌŽĐĞƐŽƐĞĂĐƵŵƵůĂƵŶĂĂůƚĂĐŽŶĐĞŶƚƌĂĐŝſŶĚĞ<+ĞŶĞůŝŶƚĞƌŝŽƌ ŶŽƐſůŽƐƵƉƵƐŽƋƵĞĚĞďĞƌşĂŚĂďĞƌƵŶĂĨƵĞŶƚĞĚĞĞŶĞƌŐşĂƉĂƌĂůůĞǀĂƌĂĐĂďŽĞůƉƌŽĐĞƐŽƐŝŶŽƋƵĞĂƚƌĂǀĠƐĚĞƵŶĂĐŽŵƉůŝĐĂĚĂƐĞƌŝĞĚĞĞǆƉĞƌŝŵĞŶƚŽƐƉƌŽƉƵƐŽƋƵĞůĂĨƵĞŶƚĞĚĞĞŶĞƌŐşĂƉĂƌĂĞƐƚĞ ŝŶƚĞƌĐĂŵďŝŽĚĞďĞƌşĂ ƐĞƌĞů ƉŽƚĞŶĐŝĂů ƌĞĚŽǆĚĞ ůĂ ĐĠůƵůĂ ĞƐĚĞĐŝƌ ĞůE, WŽƌŽƚƌĂƉĂƌƚĞ :ĂŶ ^ŬŽƵ ;ϭϵϱϳͿŚĂďşĂ ĞŶĐŽŶƚƌĂĚŽƋƵĞĞŶĞů ƐŝƐƚĞŵĂŶĞƌǀŝŽƐŽŚĂďşĂƵŶĂdWĂƐĂƋƵĞƐĞĞƐƟŵƵůĂďĂƉŽƌůĂƉƌĞƐĞŶĐŝĂĚĞĚŝƐƟŶƚŽƐĐĂƟŽŶĞƐĞůDŐϮ+ƋƵĞƉĂƌƟĐŝƉĂĞŶůĂƐƌĞĂĐĐŝŽŶĞƐĞŶƋƵĞŝŶƚĞƌǀŝĞŶĞĞůdW ƉĞƌŽƚĂŵďŝĠŶĞůEĂ+ǇĞů<+ŽŶĞůƉĂƐŽĚĞůƟĞŵƉŽƐĞůůĞŐſĂĐŽŶĐůƵŝƌƋƵĞŚĂǇƵŶĂƉƌŽƚĞşŶĂƋƵĞŶŽƐſůŽĞƐƵŶĂĞŶǌŝŵĂƋƵĞ

Figura 7. Cambios en la con-centración de NADH durante

la incubación de la levadura en glucosa al modificar con una base orgánica el pH del

medio de 4 a 7.5.

Figura 8. Cambios en la concentración de ATP, ADP y AMP durante el cultivo de le-vadura en etanol al modificar el pH con una base orgánica.

No cabía duda ya, tanto la adición de K+ al incubar a pH bajo, como el simple aumento

del pH, además de forma excluyente, producían la es-timulación de una actividad

de ATPasa.




Antonio Peña Díaz





10

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Antonio Peña Díaz





11

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Conclusiones y trascendencia del trabajo

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Antonio Peña Díaz





12

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· 2016-02-11 · Figura 1: Comparaci n del etanol producido durante la fermentaci n de az car con...

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