As mitocôndrias são organelas encontradas nas células eucarióticas, compostas por quatro subcompartimentos distintos: a matriz, a membrana interna, o espaço intermembranas e a membrana externa. As mitocôndrias desempenham uma variedade de processos fisiológicos essenciais, incluindo a síntese de uma grande parte do ATP por meio da fosforilação oxidativa. Durante este processo, ocorre um consumo significativo de O2, que é reduzido a água por elétrons provenientes da cadeia respiratória, localizada na membrana interna. No entanto, esse processo também pode gerar espécies reativas de oxigênio devido a reduções incompletas do O2. A proteína antioxidante que estamos investigando é a 1-Cys Peroxirredoxina 1 (Prx1), presente em S. cerevisiae e homóloga à Prx3 humana. A Prx1 está localizada na mitocôndria e tem a capacidade de reduzir o peróxido de hidrogênio (H2O2) a água por meio de sua atividade peroxidásica dependente de tiol. Nosso grupo de pesquisa demonstrou que a Prx1 está presente em dois subcompartimentos mitocondriais: na matriz e no espaço intermembranas (IMS), sendo direcionada para essas regiões por meio de sinais de importação encontrados em sua porção N-terminal. O objetivo deste estudo foi compreender os papéis fisiológicos desempenhados pela Prx1 nesses subcompartimentos. Para alcançar esse objetivo, construímos linhagens de levedura que expressam a Prx1 exclusivamente na matriz (M-Prx1) ou no espaço intermembranas (IMS-Prx1) e comparamos fenótipos derivados dessas linhagens com os fenótipos correspondentes às linhagens WT e δPrx1. Nossos resultados revelaram que, de uma forma geral, as linhagens apresentaram maior resistência aos oxidantes quando cultivadas em meio contendo glicose (condições fermentativas), em comparação com o meio contendo glicerol/etanol (condições respiratórias), sendo que IMS-Prx1 e δPrx1 apresentaram uma sensibilidade significativamente maior ao H2O2 em comparação com a linhagem WT e a M-Prx1. Esses dados sugerem que, quando está reduzido, o resíduo C38 da Prx1 pode estar envolvido na importação da Prx1. Em conclusão, a resposta celular ao estresse oxidativo destaca a importância da Prx1 na proteção contra os danos induzidos por peróxidos. Além disso, evidenciam a interconexão entre diferentes vias de sinalização e a regulação complexa da expressão da Prx1.

Mitochondria are organelles found in eukaryotic cells, composed of four distinct subcompartments: matrix, inner mitochondrial membrane, the intermembrane space (IMS), and the outer mitochondrial membrane. Mitochondria play a variety of essential physiological processes, including the synthesis of a large portion of ATP through oxidative phosphorylation. During this process, there is a significant consumption of molecular oxygen, which is reduced to water by electrons from the respiratory chain, located in the inner membrane. However, this process can also generate reactive oxygen species due to incomplete reductions of molecular oxygen. The antioxidant protein we are investigating is the 1-Cys Peroxiredoxin 1 (Prx1), present in S. cerevisiae and homologous to human Prx3. Prx1 is located in the mitochondria and has the ability to reduce hydrogen peroxide (H2O2) to water through its thiol-dependent peroxidase activity. Our research group has demonstrated that Prx1 is present in two mitochondrial subcompartments: the matrix and the IMS, being targeted to these regions through import signals found in its N-terminal portion. The aim of this study was to understand the physiological roles played by Prx1 in these mentioned subcompartments. To achieve this goal, we constructed yeast strains that exclusively express Prx1 in the matrix (M-Prx1) or the IMS (IMS-Prx1), and compared the phenotypes derived from these strains with the corresponding phenotypes of WT and δPrx1 strains. Overall, our results revealed that the strains showed increased resistance to oxidants when cultured in glucose-containing medium (fermentative conditions) compared to glycerol/ethanol-containing medium (respiratory conditions), while IMS-Prx1 and δPrx1 exhibited significantly higher sensitivity to H2O2 compared to the WT and M-Prx1 strains. These data suggest that, when in the reduced state, the C38 residue of Prx1 may be involved in Prx1 import. In conclusion, the cellular response to oxidative stress highlights the importance of Prx1 in protection against peroxide-induced damage. Furthermore, it underscores the interconnection between different signaling pathways and the complex regulation of Prx1 expression.