Identification of a compound similar to triiodothyronine in the cells of higher plants

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Iodothyronines play an important role in human and animal metabolism; however, their action in plant species is yet to be described. The known beneficial effects of medicinal plants on the function of the thyroid gland suggest the presence of compounds similar to thyroid hormones in plant cells. In this work, we aim to reveal the presence of 3,5,3'-triiodothyronine, the most active representative of iodothyronines, in the cells of higher plants. Using the method of immunoenzyme analysis, it was determined that the roots and stems of bean seedlings contain a compound interacting with a polyclonal serum to 3,5,3'-triiodothyronine. The identified compound is distributed unevenly within the cell: its concentration in the cell nuclei is 7-10 times higher than that in the cytoplasm. Along with bean plants, 8 randomly selected plants belonging to both dicotyledonous and monocotyledonous families were studied. In all the studied species, the presence of an analogue of 3,5,3'-triiodothyronine was determined using the method of immunoenzyme analysis. The use of exogenous iodothyronine - thyroxine (3,5,3',5'-tetraiodothyronine) - for the pre-sowing treatment of wheat seeds reliably improved their germination and led to a significant increase in the root-shoot mass ratio of five-day-old wheat seedlings under the soaking time of 6 and 12 hours. The treatment of wheat seeds with thyroxine led to a significant decrease in the concentration of the identified compound in the stem and root cell nuclei of five-day-old wheat seedlings. The revealed physiological and accumulation effects of exogeus 3,5,3',5' tetraiodothyronine suggest its involvement in gene regulation in the cells of higher plants, similarly to that in animal cells.

Авторлар туралы

M. Garipova

Bashkir State University

Email: margaritag@list.ru

V. Fedyaev

Bashkir State University

Email: vadim.fedyaev@gmail.com

R. Farkhutdinov

Bashkir State University

Email: frg2@mail.ru

J. Sotnikova

Bashkir State University

Email: sotnikova-bashedu@mail.ru

Әдебиет тізімі

  1. Mondal S., Mugesh G. Novel thyroid hormone analogues, enzyme inhibitors and mimetics, and their action // Molecular and Cellular Endocrinology. 2017. Vol. 458. P. 91-104. https://doi.org/10.1016/j.mce.2017.04.006
  2. Clouse S.D. Brassinosteroid Signal transduction: from receptor kinase activation to transcriptional networks regulating plant development // The Plant Cell. 2011. Vol. 23. Issue 4. P. 1219-1230 https://doi.org/10.1105/tpc.111.084475
  3. Куракин Г.Ф., Лопина Н.П., Бордина Г.Е Анализ механизма действия жасмонатов мето дами вычислительной химии // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2018. Т. 21. N 4. С. 23-29. https://doi.org/10.29296/25877313-2018-04-05
  4. Gancheva M.S., Malovichko Y.V., Po-liushkevich L.O., Dodueva I.E., Lutova L.A. P // Russian Journal of Plant Physiology. 2019. Vol. 66. Issue 2. P. 171-189. https://doi.org/10.1134/S1021443719010072
  5. Lima S.T.C., Merrigan T.L., Rodrigues E.D. Synthetic and plant derived thyroid hormone analogs. In: Ward L.S. (edited). Thyroid and parathyroid diseases - new insights into some old and some new issues. In Tech, 2012. Chapter 15. P. 221-235. https://doi.org/10.5772/35134
  6. Kester M.H.A., de Mena R.M., Obregon M.J., Marinkovic D., Howatson A., Visser T.J., et al. Iodothyronine levels in the human developing brain: major regulatory roles of iodothyronine deiodinases in different areas // The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 2003. Vol. 89. Issue 7. P. 31173128. https://doi.org/10.1210/jc.2003-031832
  7. Bianco A.C., Maia A.L., da Silva W.S., Chris-toffolete M.A. Adaptive activation of thyroid hormone and energy expenditure // Bioscience Reports. 2005. Vol. 25. Issue 3-4. P. 191-208, https://doi.org/10.1007/s10540-005-2885-6
  8. Marsili A., Zavacki A.M., Harney J.W., Larsen P.R. Physiological role and regulation of iodothyronine deiodinases: a 2011 update // Journal of Endocrinological Investigation. 2011. Vol. 34. Issue 5. P. 395-407. https://doi.org/10.1007/BF3347465
  9. Giammanco M., di Liegro C.M., Schiera G., di Liegro I. Genomic and non-genomic mechanisms of action of thyroid hormones and their catabolite 3,5-diiodo-l-thyronine in mammals // International Journal of Molecular Sciences. 2020. Vol. 21. Issue 11. P. 4140-4149. https://doi.org/10.3390/ijms21114140
  10. Flamant F., Baxter J.D., Forrest D., Refetoff S., Samuels H., Scanlan T.S., et al. International union of pharmacology. LIX. The pharmacology and classification of the nuclear receptor superfamily: thyroid hormone receptors // Pharmacological Reviews. 2006. Vol. 58. Issue 4. P. 705-711. https://doi.org/10.1124/pr.58.4.3
  11. Anyetei-Anum C.S., Roggero V.R., Allison L.A. Thyroid hormone receptor localization in target tissues // Journal of Endocrinology. 2018. Vol. 237. Issue 1. P. R19-R34. https://doi.org/10.1530/JOE-17-0708
  12. Gupta A., Wamankar S., Gidwani B., Kaur C.D. Herbal drugs for thyroid treatment // International Journal of Pharmacy and Biological Sciences. 2016. Vol. 6. Issue 1. P. 62-70.
  13. Bharthi V., Shubhashree M., Bhat S. Herbal approach to management of thyroid disease - a review // Journal of Ayurvedic and Herbal Medicine. 2017. Vol. 3. Issue 1. P. 48-52.
  14. Zeng X., Yuan Y., Wu T., Yan L., Su H. Chinese herbal medicines for hyperthyroidism // Cochrane Database of Systematic Reviews. 2007. Issue 2. Article CD005450. https://doi.org/10.1002/14651858.CD005450.pub2
  15. De Souza dos Santos M.C., Gongalves C.F.L., Vaisman M., Ferreira A.C., de Carvalho D.P. Impact of flavonoids on thyroid function // Food and Chemical Toxicology. 2011. Vol. 49. Issue 10. P. 2495-2502. https://doi.org/10.1016/j.fct.2011.06.074
  16. Gongalves C.F.L., de Freitas M.L., Ferreira A.C.F. 'Flavonoids, thyroid iodide uptake and thyroid cancer - a review // International Journal of Molecular Science. 2017. Vol. 18. Issue 6. P. 1247-1252. https://doi.org/10.3390/ijms18061247
  17. Garipova M.I., Shigapova A.I., Farkhutdinov R.G., Fedyaev V.V., Sotnikova J.M., Yakupova A.B. The distribution of 3,5,3-triiodothyronine between the transport systems of blood and nuclei of the tissues // Journal of Biomolecular Structure and Dynamics. 2019. Vol. 37. Issue S1. P. 43-44. https://doi.org/10.1080/07391102.2019.1604468
  18. Bouquin T., Meier C., Foster R., Nielsen M.E., Mundy J. Control of specific gene expression by gibberellin and brassinosteroid // Plant Physiology. 2001. Vol. 127. Issue 2. P. 450-458. https://doi.org/10.1104/pp.010173
  19. Кефели В.И. Природные ингибиторы роста и фитогормоны. М.: Наука, 1974. 253 c.
  20. Hilker M., Schwachtje J., Baier M., Balaza-deh S., Baurle I., Geiselhardt S., et al. Priming and memory of stress responses in organisms lacking a nervous system // Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society. 2016. Vol. 91. Issue 4. P. 1118-1133 https://doi.org/10.1111/brv.12215

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».