Pollen germination as a crucial process in plant development strongly depends on the accessibility of carbon as energy source. Carbohydrates, however, function not only as a primary energy source, but also as important signaling components. In a comprehensive study, we analyzed various aspects of the impact of 32 different sugars on in vitro germination of Arabidopsis pollen comprising about 150 variations of individual sugars and combinations. Twenty-six structurally different mono-, di- and oligosaccharides, and sugar analogs were initially tested for their ability to support pollen germination. Whereas several di- and oligosaccharides supported pollen germination, hexoses such as glucose, fructose and mannose did not support and even considerably inhibited pollen germination when added to germination-supporting medium. Complementary experiments using glucose analogs with varying functional features, the hexokinase inhibitor mannoheptulose and the glucose-insensitive hexokinase-deficient Arabidopsis mutant gin2-1 suggested that mannose- and glucose-mediated inhibition of sucrose-supported pollen germination depends partially on hexokinase signaling. The results suggest that, in addition to their role as energy source, sugars act as signaling molecules differentially regulating the complex process of pollen germination depending on their structural properties. Thus, a sugar-dependent multilayer regulation of Arabidopsis pollen germination is supported, which makes this approach a valuable experimental system for future studies addressing sugar sensing and signaling.
- MeSH
- Arabidopsis účinky léků fyziologie MeSH
- hexosy metabolismus farmakologie MeSH
- klíčení účinky léků fyziologie MeSH
- mannosa metabolismus farmakologie MeSH
- metabolismus sacharidů * MeSH
- oligosacharidy chemie metabolismus farmakologie MeSH
- pyl metabolismus fyziologie MeSH
- sacharidy MeSH
- sacharosa metabolismus farmakologie MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
PURPOSE: Skin permeation/penetration enhancers are substances that enable drug delivery through or into the skin. METHODS: To search for new enhancers with high but reversible activity and acceptable toxicity, we synthesized a series of D-glucose derivatives, both hydrophilic and amphiphilic. RESULTS: Initial evaluation of the ability of these sugar derivatives to increase permeation and penetration of theophylline through/into human skin compared with a control (no enhancer) or sorbitan monolaurate (Span 20; positive control) revealed dodecyl 6-amino-6-deoxy-α-D-glucopyranoside 5 as a promising enhancer. Furthermore, this amino sugar 5 increased epidermal concentration of a highly hydrophilic antiviral cidofovir by a factor of 7. The effect of compound 5 on skin electrical impedance suggested its direct interaction with the skin barrier. Infrared spectroscopy of isolated stratum corneum revealed no effect of enhancer 5 on the stratum corneum proteins but an overall decrease in the lipid chain order. The enhancer showed acceptable toxicity on HaCaT keratinocyte and 3T3 fibroblast cell lines. Finally, transepidermal water loss returned to baseline values after enhancer 5 had been removed from the skin. CONCLUSIONS: Compound 5, a dodecyl amino glucoside, is a promising enhancer that acts through a reversible interaction with the stratum corneum lipids.
- MeSH
- antivirové látky aplikace a dávkování metabolismus MeSH
- aplikace kožní MeSH
- aplikace lokální MeSH
- buněčné linie MeSH
- chemie farmaceutická MeSH
- cytosin aplikace a dávkování analogy a deriváty metabolismus MeSH
- epidermis účinky léků metabolismus MeSH
- glukosidy chemická syntéza farmakologie MeSH
- hexosy farmakologie MeSH
- hydrofobní a hydrofilní interakce MeSH
- keratinocyty účinky léků metabolismus MeSH
- kožní absorpce MeSH
- kůže účinky léků metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- lipidy fyziologie MeSH
- organofosfonáty aplikace a dávkování metabolismus MeSH
- permeabilita MeSH
- systémy cílené aplikace léků MeSH
- theofylin aplikace a dávkování metabolismus MeSH
- viabilita buněk MeSH
- vztahy mezi strukturou a aktivitou MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- MeSH
- amyloid farmakologie metabolismus terapeutické užití MeSH
- antagonisté kanabinoidních receptorů MeSH
- diabetes mellitus 1. typu farmakoterapie prevence a kontrola terapie MeSH
- diabetes mellitus 2. typu farmakoterapie metabolismus terapie MeSH
- diabetes mellitus farmakoterapie metabolismus terapie MeSH
- farmakoterapie metody trendy využití MeSH
- glukagonu podobný peptid 1 aplikace a dávkování farmakologie terapeutické užití MeSH
- glukokinasa farmakologie terapeutické užití MeSH
- hexosy farmakologie terapeutické užití MeSH
- inhibitory dipeptidylpeptidasy 4 farmakologie metabolismus terapeutické užití MeSH
- inkretiny aplikace a dávkování farmakologie terapeutické užití MeSH
- inzulin analogy a deriváty aplikace a dávkování terapeutické užití MeSH
- kyselina salicylová farmakologie terapeutické užití MeSH
- lidé MeSH
- pankreas umělý trendy využití MeSH
- primární prevence metody trendy MeSH
- probukol analogy a deriváty farmakologie terapeutické užití MeSH
- receptory aktivované proliferátory peroxizomů farmakologie metabolismus terapeutické užití MeSH
- receptory kanabinoidní metabolismus terapeutické užití MeSH
- transportní proteiny pro sodík a glukosu farmakologie škodlivé účinky terapeutické užití MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
The paper continues in the previous experiment indicating a possible control of glycosylation and differentiation processes in the in vitro cultured tumor cells using suitable types of saccharides in the culture medium. In this experiment the effect of lactose, L-fucose, D-glucose, and D-galactose was studied. To determine glycosylative changes the panel of six lectins with various sugar specificity was used. The obtained results indicate that a specific sugar may significantly affect not only the growth of cells but also glycosylation processes, including cell differentiation.
- MeSH
- buněčné dělení účinky léků MeSH
- buněčné linie MeSH
- glykokonjugáty analýza metabolismus MeSH
- glykosylace MeSH
- hexosy farmakologie MeSH
- lektiny MeSH
- lidé MeSH
- nádory prsu MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- MeSH
- autolýza MeSH
- buněčná stěna fyziologie metabolismus účinky léků MeSH
- buněčné dělení MeSH
- centrifugace MeSH
- dusík analýza MeSH
- elektronová mikroskopie MeSH
- fosfor analýza MeSH
- glukosa analýza metabolismus MeSH
- glukosamin analýza MeSH
- hexosy analýza farmakologie MeSH
- kultivační média MeSH
- laktáty metabolismus MeSH
- lyofilizace MeSH
- mannitol farmakologie MeSH
- mannosa analýza MeSH
- osmotická fragilita MeSH
- polysacharidy biosyntéza MeSH
- Saccharomyces cytologie metabolismus růst a vývoj účinky léků MeSH
- MeSH
- antitumorózní látky farmakologie MeSH
- chemie farmaceutická MeSH
- chromatografie na tenké vrstvě MeSH
- Ehrlichův tumor farmakoterapie MeSH
- ethery cyklické MeSH
- experimentální leukemie farmakoterapie MeSH
- experimentální nádory farmakoterapie MeSH
- halogenované uhlovodíky farmakologie MeSH
- hexosy farmakologie MeSH
- injekce intraperitoneální MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- lymfom farmakoterapie MeSH
- mannitol farmakologie MeSH
- myši MeSH
- uhlovodíky farmakologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- myši MeSH
- zvířata MeSH