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RBOH-Dependent ROS Synthesis and ROS Scavenging by Plant Specialized Metabolites To Modulate Plant Development and Stress Responses.
Chemical Research in Toxicology ( IF 3.7 ) Pub Date : 2019-03-11 , DOI: 10.1021/acs.chemrestox.9b00028
Jordan M Chapman 1 , Joëlle K Muhlemann 1 , Sheena R Gayomba 1 , Gloria K Muday 1
Affiliation  

Reactive oxygen species (ROS) regulate plant growth and development. ROS are kept at low levels in cells to prevent oxidative damage, allowing them to be effective signaling molecules upon increased synthesis. In plants and animals, NADPH oxidase/respiratory burst oxidase homolog (RBOH) proteins provide localized ROS bursts to regulate growth, developmental processes, and stress responses. This review details ROS production via RBOH enzymes in the context of plant development and stress responses and defines the locations and tissues in which members of this family function in the model plant Arabidopsis thaliana. To ensure that these ROS signals do not reach damaging levels, plants use an array of antioxidant strategies. In addition to antioxidant machineries similar to those found in animals, plants also have a variety of specialized metabolites that scavenge ROS. These plant specialized metabolites exhibit immense structural diversity and have highly localized accumulation. This makes them important players in plant developmental processes and stress responses that use ROS-dependent signaling mechanisms. This review summarizes the unique properties of plant specialized metabolites, including carotenoids, ascorbate, tocochromanols (vitamin E), and flavonoids, in modulating ROS homeostasis. Flavonols, a subclass of flavonoids with potent antioxidant activity, are induced during stress and development, suggesting that they have a role in maintaining ROS homeostasis. Recent results using genetic approaches have shown how flavonols regulate development and stress responses through their action as antioxidants.

中文翻译:

RBOH依赖的ROS合成和植物专门代谢产物清除ROS,以调节植物发育和胁迫响应。

活性氧(ROS)调节植物的生长发育。ROS在细胞中保持低水平,以防止氧化损伤,使它们在合成增加时成为有效的信号分子。在动植物中,NADPH氧化酶/呼吸爆发性氧化酶同源物(RBOH)蛋白可提供局部的ROS爆发,以调节生长,发育过程和应激反应。这篇综述详细介绍了在植物发育和胁迫响应的情况下通过RBOH酶产生ROS的过程,并定义了该家族成员在模型拟南芥中发挥功能的位置和组织。为了确保这些ROS信号不达到破坏性水平,植物使用了一系列的抗氧化剂策略。除了与动物类似的抗氧化剂机制,植物还具有清除ROS的各种专门代谢产物。这些植物特有的代谢物表现出巨大的结构多样性,并具有高度局部化的积累。这使得它们在植物发育过程和利用ROS依赖性信号传导机制的胁迫响应中扮演重要角色。这篇综述总结了植物专用代谢物(包括类胡萝卜素,抗坏血酸盐,生育酚(维生素E)和类黄酮)在调节ROS稳态中的独特性质。黄酮醇是具有有效抗氧化活性的黄酮类化合物的一个子类,在压力和发育过程中被诱导,表明它们在维持ROS稳态中具有作用。使用遗传方法的最新结果表明,黄酮醇如何通过其作为抗氧化剂的作用来调节发育和应激反应。这些植物特有的代谢物表现出巨大的结构多样性,并具有高度局部化的积累。这使得它们在植物发育过程和利用ROS依赖性信号传导机制的胁迫响应中扮演重要角色。这篇综述总结了植物专用代谢物(包括类胡萝卜素,抗坏血酸盐,生育酚(维生素E)和类黄酮)在调节ROS稳态中的独特性质。黄酮醇是具有有效抗氧化活性的黄酮类化合物的一个子类,在压力和发育过程中被诱导,表明它们在维持ROS稳态中具有作用。使用遗传方法的最新结果表明,黄酮醇如何通过其作为抗氧化剂的作用来调节发育和应激反应。这些植物特有的代谢物表现出巨大的结构多样性,并具有高度局部化的积累。这使得它们在植物发育过程和利用ROS依赖性信号传导机制的胁迫响应中扮演重要角色。这篇综述总结了植物专用代谢物(包括类胡萝卜素,抗坏血酸盐,生育酚(维生素E)和类黄酮)在调节ROS稳态中的独特性质。黄酮醇是具有有效抗氧化活性的黄酮类化合物的一个子类,在压力和发育过程中被诱导,表明它们在维持ROS稳态中具有作用。使用遗传方法的最新结果表明,黄酮醇如何通过其作为抗氧化剂的作用来调节发育和应激反应。这使得它们在植物发育过程和利用ROS依赖性信号传导机制的胁迫响应中扮演重要角色。这篇综述总结了植物专用代谢物(包括类胡萝卜素,抗坏血酸盐,生育酚(维生素E)和类黄酮)在调节ROS稳态中的独特性质。黄酮醇是具有有效抗氧化活性的黄酮类化合物的一个子类,在压力和发育过程中被诱导,表明它们在维持ROS稳态中具有作用。使用遗传方法的最新结果表明,黄酮醇如何通过其作为抗氧化剂的作用来调节发育和应激反应。这使得它们在植物发育过程和利用ROS依赖性信号传导机制的胁迫响应中扮演重要角色。这篇综述总结了植物专用代谢物(包括类胡萝卜素,抗坏血酸盐,生育酚(维生素E)和类黄酮)在调节ROS稳态中的独特性质。黄酮醇是具有有效抗氧化活性的黄酮类化合物的一个子类,在压力和发育过程中被诱导,表明它们在维持ROS稳态中具有作用。使用遗传方法的最新结果表明,黄酮醇如何通过其作为抗氧化剂的作用来调节发育和应激反应。包括类胡萝卜素,抗坏血酸盐,生育酚(维生素E)和类黄酮,可调节ROS稳态。黄酮醇是具有有效抗氧化活性的黄酮类化合物的一个子类,在压力和发育过程中被诱导,表明它们在维持ROS稳态中具有作用。使用遗传方法的最新结果表明,黄酮醇如何通过其作为抗氧化剂的作用来调节发育和应激反应。包括类胡萝卜素,抗坏血酸盐,生育酚(维生素E)和类黄酮,可调节ROS稳态。黄酮醇是具有有效抗氧化活性的黄酮类化合物的一个子类,在压力和发育过程中被诱导,表明它们在维持ROS稳态中具有作用。使用遗传方法的最新结果表明,黄酮醇如何通过其作为抗氧化剂的作用来调节发育和应激反应。
更新日期:2019-02-20
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