Cytokinin N-glucosylation inhibitors suppress deactivation of exogenous cytokinins in radish, but their effect on active endogenous cytokinins is counteracted by other regulatory mechanisms

0104355 - UEB-Q 20043019 RIV DK eng J - Journal Article
Blagoeva, Elitsa - Dobrev, Petre - Malbeck, Jiří - Motyka, Václav - Strnad, Miroslav - Hanuš, Jan - Vaňková, Radomíra
Cytokinin N-glucosylation inhibitors suppress deactivation of exogenous cytokinins in radish, but their effect on active endogenous cytokinins is counteracted by other regulatory mechanisms.
[Inhibitory N-glukosylace cytokininů potlačují deaktivaci exogenních cytokininů v ředkvičce, ale jejich efekt na endogenní cytokininy je eliminován dalšími regulačními mechanismy.]
Physiologia Plantarum. Roč. 121, č. 2 (2004), s. 215-222. ISSN 0031-9317. E-ISSN 1399-3054
R&D Projects: GA ČR GA522/99/1130; GA ČR GA206/03/0313; GA MŠMT LN00A081; GA MŠMT ME 505; GA ČR GA301/02/0475
Institutional research plan: CEZ:AV0Z5038910
Keywords : ABA * abscisic acid * N6-benzyladenine
Subject RIV: EF - Botanics
Impact factor: 2.017, year: 2004

The prolongation of the effect of exogenous cytokinins by inhibition of their inactivation was studied in Raphanus sativus L. cv. Rampouch. As in radish the main way of cytokinin inactivation is their N-glucosylation, inhibitors of this pathway, papaverine, theophylline and olomoucine, as well as two olomoucine analogues, bohemine and roscovitine, were tested. The latter ones, which function as potent inhibitors of cyclin-dependent kinases, have also been found to effectively inhibit cytokinin N-glucosylation. Incubation (24 h) of de-rooted radish seedlings with inhibitors resulted in c. 50% decrease of the conversion of model cytokinins, [3H]dihydrozeatin and [3H]N6-benzyladenine, to the corresponding 7N-glucosides. Simultaneously the level of the non-metabolized cytokinin bases was elevated. The activity of cytokinin oxidase/dehydrogenase (EC 1.5.99.12) was suppressed in a dose dependent manner. The concentration of physiologically active endogenous cytokinins was not increased significantly by inhibitor application. The inhibition of N-glucosylation was in the case of olomoucine, bohemine and roscovitine accompanied by the accumulation of physiologically nonactive cis-zeatin derivatives. The impact of inhibitors on the endogenous cytokinin pool seems to be balanced by the mechanisms involved in the maintenance of cytokinin homeostasis.

Možnost prodloužení působení exogenních cytokininů inhibicí jejich inaktivace byla studována v ředkvičce (Raphanus sativus L. cv. Rampouch). Vzhledem k tomu, že v ředkvičce je hlavním mechanismem deaktivace cytokininů jejich N-glukosylace, studium se soustředilo na inhibitory této metabolické dráhy - papaverin, theofylin a olomoucin, dále na 2 strukturní analoga olomoucinu - bohemin a roscovitin. Zjistili jsme, že olomoucin, bohemin a roscovitin, které jsou známy jako účinné inhibitory cyklin-dependentních kinas, rovněž efektivně inhibují N-glukosylaci cytokininů. Aplikace inhibitoru k nadzemním částem klíčních rostlin (prostřednictvím vaskulárního systému) vedla po 24 hod k přibližně 50 % snížení konverze modelových cytokininů, [3H]dihydrozeatinu a [3H]N6-benzyladeninu, na příslušné 7N-glukosidy. Současně byla zvýšena hladina nemetabolizované base. Se vzrůstající koncentrací inhibitorů se snižovala aktivita cytokinin oxidasy/dehydrogenasy (EC 1.5.99.12). Hladina fyziologicky aktivních cytokininů nebyla přítomností inhibitorů statisticky významně ovlivněna. Inhibice N-glukosylace byla v případě olomoucinu, boheminu a roscovitinu doprovázena akumulací derivátů cis-zeatinu. Působení inhibitorů na hladinu fyziologicky aktivních cytokininů je eliminováno dalšími mechanismy, které se účastní udržení homeostáze cytokininů.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0011629