Hormesis is a phenomenon of particular interest in biology, medicine, pharmacology, and toxicology. In this study, we investigated the relationship between H2O2-induced hormetic response in S. cerevisiae and carbon sources in yeast growth medium. In general, our data indicate that (i) hydrogen peroxide induces hormesis in a concentration-dependent manner; (ii) the effect of hydrogen peroxide on yeast reproductive ability depends on the type of carbon substrate in growth medium; and (iii) metabolic and growth rates as well as catalase activity play an important role in H2O2-induced hormetic response in yeast.

The TOR (target of rapamycin) signaling pathway first described in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae is highly conserved in eukaryotes effector of cell growth, longevity, and stress response. TOR activation by nitrogen sources, in particular amino acids, is well studied; however its interplay with carbohydrates and carbonyl stress is poorly investigated. Fructose is a more potent glycoxidation agent capable of producing greater amounts of reactive carbonyl (RCS) and oxygen species (ROS) than glucose. The increased RCS/ROS production, as a result of glycoxidation in vivo, is supposed to be involved in carbonyl/oxidative stress, metabolic disorders, and lifespan shortening of eukaryotes. In this work we aim to expand our understanding of how TOR is involved in carbonyl/oxidative stress caused by reducing monosaccharides. It was found that in fructose-grown compared with glucose-grown cells the level of carbonyl/oxidative stress markers was higher. The defects in the TOR pathway inhibited metabolic rate and suppressed generation of glycoxidation products in fructose-grown yeast.

сигнальний шлях TOR (target of rapamycin), вперше описаний в дріжджів Sассharomyces cerevisiae, є висококонсервативним регулятором росту клітин евкаріотів, їхнього старіння та стійкості до стресу. Досить добре вивчений вплив джерел азоту, зокрема амінокислот, на активність сигнального каскаду TOR, натомість його взаємозв'язок із вуглеводами є мало дослідженим. метою роботи було розширення наших уявлень про потенційну роль регуляторних комплексів TOR у розвитку карбонільного/оксидативного стресу, який може бути спричинений внаслідок культивування дріжджів у присутності глюкози і фруктози. Показано, що рівень α-дикарбонільних сполук та карбонільних груп протеїнів зростає під час культивування дріжджів та є вищим у клітинах, які росли в присутності фруктози, що свідчить про їх швидше старіння та інтенсивніший розвиток карбонільного/оксидативного стресу порівняно із клітинами, які росли в присутності глюкози. Дефектні за протеїнами TOR штами, які культивували у присутності як глюкози, так і фруктози, мають нижчі показники стресу і старіння, ніж вихідний батьківський штам. Таким чином, одержані результати підтверджують зроблений раніше висновок про те, що фруктоза, порівняно із глюкозою, є потужнішим фактором карбонільного/оксидативного стресу та прискореного старіння клітин S. cerevisiae. Проте дефекти регуляторних комплексів TOR сповільнюють старіння та розвиток стресу в дріжджів незалежно від типу вуглеводу в середовищі культивування. к л ю ч о в і с л о в а: Saccharomyces cerevisiae, глюкоза, фруктоза, сигнальний шлях TOR, карбонільний/ оксидативний стрес, старіння.

In this study, we investigated the relationship between catalase activity and H2O2-induced hormetic response in budding yeast S. cerevisiae. In general, our data suggest that: (i)hydrogen peroxide induces hormesis in a concentration- and time-dependent manner; and (ii) theeffect of hydrogen peroxide on yeast colony growth positively correlates with the activity ofcatalase that suggests the enzyme involvement in overall H2O2-induced stress response andhormetic response in yeast.