Je syntéza cukerných alkoholů obecným mechanismem stresové odpovědi rostlin?

Abstract

Rostliny se s nepříznivými podmínkami prostředí vyrovnávají různými obrannými mechanismy. Jedním z nich je akumulace kompatibilních solutů, mezi něž patří i sacharidy včetně cukerných alkoholů. Kompatibilní soluty se zapojují do osmotického přizpůsobení buněk, zhašení volných radikálů a mohou chránit makromolekuly a buněčné membrány díky simulaci vodního obalu. Cukerné alkoholy se vyskytují v řadě rostlin, kde slouží jako primární produkty fotosyntézy a transportovatelné nebo skladovatelné formy uhlíku. Homology enzymů zapojených do metabolizmu polyolů byly ovšem v poslední době nalezeny i druhů, které cukerné alkoholy pro uvedené základní funkce sacharidového metabolizmu nevyužívají, a kde je tedy jejich role nejasná. Je známo, že některé rostliny jsou schopny přepínat mezi různými sacharidy (včetně cukerných alkoholů) při odpovědi na rozdílné stresy a některé produkují polyoly pouze v určité fázi vývoje. Je proto otázkou dalšího studia, zda neobjevíme polyoly při stresové odpovědi i u dalších rostlin pokud je vystavíme určitému typu stresu v určitém vývojovém stádiu. Cílem této práce je shrnout poznatky o úloze manitolu a především sorbitolu a jejich zapojení při odpovědi rostliny na stres.

Plants cope with adverse environmental conditions with broad variety of defence mechanisms. One of them is the accumulation of compatible solutes, e.g. carbohydrates including sugar alcohols. The compatible solutes are involved in osmotic adjustment, scavenging of reactive oxygen species and they can protect macromolecules and cell membranes by simulation of water envelopes. The sugar alcohols appear in a large range of plants where they serve as primary products of photosynthesis and are involved in long distance transport of C and energy storage. Homologues of the enzymes of polyol metabolism, however, have been recently found also in the plant species that do not use sugar alcohols for fulfilling of above mentioned basic functions of carbohydrate metabolism and where their role remains elusive. It is well known that some plants are able to switch between different carbohydrates in response to different stresses, and some produce polyols only at a certain stage of development. It is therefore question of further studies, whether the polyols cannot be observed in other plants under specific stress conditions and in certain developmental stages as a part of stress response. The aim of this Bachelor thesis is to summarize knowledge of mannitol and sorbitol roles, and especially their involvement in...