RESUMO
Melatonin is a signaling molecule that mediates multiple stress-dependent reactions. Under photooxidative stress conditions generating intensive ROS production, exogenous melatonin (50 µM) contributed to maintaining the expression of mitochondrial encoded genes and up-regulation of RNA-polymerase genes RPOTm and RPOTmp, operating through the CAND2 receptor and α-subunit of the heterotrimeric G protein GPA1 coupled with CAND2. Unlike wild-type plants, mutants with defective CAND2 and GPA1 genes exhibited no decrease in the alternative pathway of leaf respiration, as well as the activity of an alternative oxidase, and the expression of the AOX1a gene. At the same time, the protective effect of exogenous melatonin on some physiological indicators did not depend on the receptor and was associated with the direct antioxidant function of the regulator. Thus, melatonin under photooxidative stress conditions can act as an antioxidant and as a hormone capable of regulating the expression of nuclear and organelle genes through the components of melatonin signal perception.
Assuntos
Proteínas de Arabidopsis , Regulação da Expressão Gênica de Plantas , Genes Mitocondriais , Melatonina , Receptores Acoplados a Proteínas G , Arabidopsis , Proteínas de Arabidopsis/genética , Expressão Gênica , Melatonina/metabolismo , Melatonina/farmacologia , Receptores Acoplados a Proteínas G/genética , Receptores de Melatonina/metabolismoRESUMO
The effect of melatonin on respiration and production (release) of hydrogen peroxide during succinate oxidation in mitochondria isolated from lupine cotyledons and epicotyls of pea seedlings was studied. It was shown for the first time that melatonin (10-7-10-3 M) had a significant inhibitory effect on the production of peroxide by plant mitochondria, which was characterized by concentration dependence and species specificity. At the same time, melatonin (at a concentration of up to 100 µM) had virtually no effect on mitochondrial respiration rate and respiratory control coefficient. The results confirm the antioxidant function of melatonin and indicate that it is involved in the regulation of ROS levels and maintenance of redox balance in plant mitochondria.
Assuntos
Lupinus/citologia , Melatonina/farmacologia , Mitocôndrias/efeitos dos fármacos , Mitocôndrias/metabolismo , Peróxidos/metabolismo , Pisum sativum/citologia , Relação Dose-Resposta a Droga , Lupinus/efeitos dos fármacos , Pisum sativum/efeitos dos fármacos , Ácido Succínico/metabolismoAssuntos
Mitocôndrias/fisiologia , Mitocôndrias/ultraestrutura , Pisum sativum/fisiologia , Pisum sativum/ultraestrutura , Plântula/fisiologia , Plântula/ultraestrutura , Estresse Fisiológico/fisiologia , Temperatura Baixa , Mitocôndrias/efeitos dos fármacos , Pisum sativum/efeitos dos fármacos , Ácidos Fosfínicos/farmacologia , Reguladores de Crescimento de Plantas/farmacologia , Plântula/efeitos dos fármacos , Estresse Fisiológico/efeitos dos fármacos , Triazinas/farmacologia , Água/metabolismoRESUMO
Experimental data on the mitochondrial ultrastructure and tissue respiration in root apex as well as metabolic activity of the organelles isolated from pea seedling roots after 5-day of clinorotation are presented. It was shown that mitochondrial condensation in the distal elongation zone correlated with an increased rate of oxygen uptake on 7%. We also observed increase in rate of malate oxidation and respiratory control ratio increased simultaneously with a decreased in efficiency of oxidative phosphorylation. Such character of mitochondrial rearrangements in simulated microgravity is assumed to be a consequence of adaptation to these conditions.
Assuntos
Mitocôndrias/metabolismo , Pisum sativum/metabolismo , Células Vegetais/metabolismo , Raízes de Plantas/metabolismo , Plântula/metabolismo , Trifosfato de Adenosina/biossíntese , Respiração Celular/fisiologia , Malatos/metabolismo , Microscopia Eletrônica , Mitocôndrias/ultraestrutura , Fosforilação Oxidativa , Pisum sativum/ultraestrutura , Raízes de Plantas/ultraestrutura , Polarografia , Rotação , Plântula/ultraestrutura , Simulação de Ausência de PesoAssuntos
Complexo de Proteínas da Cadeia de Transporte de Elétrons/metabolismo , Regulação da Expressão Gênica de Plantas/fisiologia , Genes Mitocondriais/fisiologia , Lupinus/genética , Ácido Salicílico/metabolismo , Transcrição Gênica/fisiologia , Cotilédone/efeitos dos fármacos , Cotilédone/metabolismo , Complexo de Proteínas da Cadeia de Transporte de Elétrons/efeitos dos fármacos , Complexo de Proteínas da Cadeia de Transporte de Elétrons/genética , Regulação da Expressão Gênica de Plantas/efeitos dos fármacos , Genes Mitocondriais/efeitos dos fármacos , Lupinus/metabolismo , Mitocôndrias/efeitos dos fármacos , Mitocôndrias/metabolismo , Reguladores de Crescimento de Plantas/química , Reguladores de Crescimento de Plantas/metabolismo , Ácido Salicílico/química , Ácido Salicílico/farmacologia , Transcrição Gênica/efeitos dos fármacosAssuntos
Temperatura Baixa , Secas , Ácidos Graxos/metabolismo , Peroxidação de Lipídeos/fisiologia , Membranas Mitocondriais/metabolismo , Pisum sativum/metabolismo , Plântula/metabolismo , Ácidos Graxos/análise , Peroxidação de Lipídeos/efeitos dos fármacos , Membranas Mitocondriais/química , Membranas Mitocondriais/efeitos dos fármacos , Pisum sativum/crescimento & desenvolvimento , Ácidos Fosfínicos/farmacologia , Plântula/efeitos dos fármacos , Triazinas/farmacologiaAssuntos
Peroxidação de Lipídeos/efeitos dos fármacos , Mitocôndrias/metabolismo , Ácidos Fosfínicos/farmacologia , Pisum sativum/metabolismo , Reguladores de Crescimento de Plantas/farmacologia , Pirimidinas/farmacologia , Sementes/metabolismo , Triazinas/farmacologia , Água/metabolismo , Secas , Germinação/efeitos dos fármacos , Mitocôndrias/efeitos dos fármacos , Extratos Vegetais/metabolismo , Plântula/efeitos dos fármacos , Plântula/crescimento & desenvolvimento , Sementes/efeitos dos fármacosAssuntos
Ácidos Graxos/metabolismo , Ácidos Fosfínicos/farmacologia , Pisum sativum/efeitos dos fármacos , Pisum sativum/metabolismo , Triazinas/farmacologia , Secas , Ácidos Graxos/análise , Ácidos Graxos/química , Ácidos Graxos Insaturados/análise , Ácidos Graxos Insaturados/química , Ácidos Graxos Insaturados/metabolismo , Lipídeos de Membrana/metabolismo , Membranas Mitocondriais/efeitos dos fármacos , Membranas Mitocondriais/metabolismo , Pisum sativum/crescimento & desenvolvimento , Reguladores de Crescimento de Plantas/farmacologia , Plântula/efeitos dos fármacos , Plântula/metabolismo , Estresse FisiológicoAssuntos
Organofosfonatos/farmacologia , Ácidos Fosfínicos/farmacologia , Plantas/efeitos dos fármacos , Triazinas/farmacologia , Animais , Catálise , Temperatura Baixa , Elétrons , Cinética , Mitocôndrias Hepáticas/efeitos dos fármacos , Mitocôndrias Hepáticas/metabolismo , Organofosfonatos/química , Reguladores de Crescimento de Plantas/metabolismo , Raízes de Plantas/efeitos dos fármacos , Raízes de Plantas/metabolismo , Ratos , Sementes/metabolismo , Água/metabolismoAssuntos
Membrana Celular/efeitos dos fármacos , Mitocôndrias Hepáticas/efeitos dos fármacos , Mitocôndrias/efeitos dos fármacos , Ácidos Fosfínicos/farmacologia , Triazinas/farmacologia , Animais , Beta vulgaris/citologia , Beta vulgaris/efeitos dos fármacos , Transporte de Elétrons/efeitos dos fármacos , Metabolismo Energético/efeitos dos fármacos , Microssomos Hepáticos/efeitos dos fármacos , Raízes de Plantas/citologia , Raízes de Plantas/efeitos dos fármacos , RatosAssuntos
Membrana Celular/metabolismo , Ácidos Fosfínicos/farmacologia , Raízes de Plantas/efeitos dos fármacos , Triazinas/farmacologia , Animais , Beta vulgaris/efeitos dos fármacos , Membrana Eritrocítica/efeitos dos fármacos , Camundongos , Camundongos Endogâmicos , Microssomos Hepáticos/efeitos dos fármacos , Mitocôndrias Hepáticas/efeitos dos fármacos , Membranas Mitocondriais/metabolismo , Ratos , Ratos EndogâmicosRESUMO
Incubation of cells of the cyanobacterium Spirulina platensis under conditions of exposure to low-intensity (2-3 microE m-2 s-1) red light, which was predominantly absorbed by photosystem I (PS I), caused atypical adaptation changes. Invariable pigment composition and stoichiometry of photosystems was observed in the cells incubated under these conditions against the background of a decrease in the rate of photosynthetic fixation of CO2 (by one-half) and a 1.5-fold increase in the rate of dark respiration relative to cells incubated under conditions of exposure to green light. Comparison of these data with a high rate of dark relaxation of P700+ in the presence of diuron suggests that deficiency of reduced equivalents at the donor side of PS I in the Spirulina cells exposed to red light is compensated by electron supply from the respiratory chain NAD(P)H dehydrogenase complex.