The switch of mitochondrial respiration to fermentation as the main pathway to produce ATP through the increase of glycolytic flux is known as the Crabtree effect. The elucidation of the molecular mechanism of the Crabtree effect may have important applications in ethanol production and lay the groundwork for the Warburg effect, which is essential in the molecular etiology of cancer. A key piece in this mechanism could be Snf1p, which is a protein that participates in the nutritional response that includes glucose metabolism. Thus, this work aimed to recognize the role of the SNF1 complex on the glycolytic flux and mitochondrial respiration, to gain insights about its relationship with the Crabtree effect. Herein, we found that in Saccharomyces cerevisiae cells grown at 1% glucose, mutation of SNF1 gene decreased glycolytic flux, increased NAD(P)H, enhanced HXK2 gene transcription, and decreased mitochondrial respiration. Meanwhile, the same mutation increased the mitochondrial respiration of cells grown at 10% glucose. Moreover, SNF4 gene deletion increased respiration and growth at 1% of glucose. In the case of the GAL83 gene, we did not detect any change in mitochondrial respiration or growth. Altogether, these findings indicate that SNF1 is vital to switch from mitochondrial respiration to fermentation.

Abstract How could quercetin exert a pro-survival phenotype (antioxidant) in mammalian cells while toxic to other eukaryotic cells? The redox capacity of quercetin may explain its antioxidant and toxic effects, based on the idea that quercetin impairs the electron transport chain, affecting ATP production and forming quercetin-derived free radicals. Herein, we provide evidence that quercetin supplementation: 1) depolarizes the mitochondrial membrane and augments the ADP/ATP ratio; 2) increases superoxide anion cellular levels; 3) changes the cellular response to H 2 O 2 challenge associated with the antioxidant cellular response; 4) sensitizes the cellular response to lipoperoxidation challenge, and 5) augments cardiolipin levels. These events suggest that the quercetin pro-oxidant effect is related to mitochondrial respiration dysfunction and could induce cellular antioxidant response.

Abstract The Crabtree effect occurs under high-glucose concentrations and is characterized by the increase of the growth and a decrease in mitochondrial respiration of yeasts. Regulation of the Crabtree effect could enhance ethanol production with biotechnological purposes and a better understanding of the etiology of cancer due to its similitude with the Warburg effect. Nonetheless, the conclusive molecular mechanism of the Crabtree effect is still on debate. The pathway Snf1p/Hxk2p/Mig1p has been linked with the transcriptional regulation of the hexose transporters and has also been identified in the modulation of phenotypes related to the Crabtree effect. Nevertheless, it has not been directly identified the genetic regulation of the hexose transporters with modulation of the Crabtree effect phenotypes by Snf1p/Hxk2p/Mig1p pathway. In this sense, we provide evidence that the deletion of the SNF1 and HXK2 genes affects the exponential growth, mitochondrial respiration, and the transcription of hexose transporters in a glucose-dependent manner in Saccharomyces cerevisiae . The Vmax of the main hexose transporters transcribed showed a positive correlation with the exponential growth and a negative correlation with the mitochondrial respiration. Transcription of the gene HXT2 was the most affected by the deletion of the pathway SNF1/HXK2/MIG1 . Deletion of the orthologous genes SNF1 and HXK2 in the Crabtree negative yeast, K. marxianus, has a differential effect in exponential growth and mitochondrial respiration in comparison with S. cerevisiae . Overall, these results indicate that the SNF1/HXK2/MIG1 pathway transcriptionally regulates the hexose transporters having an influence in the exponential growth and mitochondrial respiration in a glucose-dependent manner.