Systemin je dobre známy obranný peptid v rastlinnej ríši, ktorý hrá kľúčovú úlohu v reakcii rastliny na zranenia, ako sú útoky bylinožravcov. Ako spoľahlivý dodávateľ Systeminu sa ma často pýtajú, ako sa tento dôležitý peptid syntetizuje v rastlinách. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do vedeckých detailov syntézy Systemin a poskytnem komplexný prehľad pre tých, ktorí sa zaujímajú o túto fascinujúcu oblasť.
Objav a význam Systeminu
Systemín bol prvýkrát objavený v rastlinách rajčiaka (Solanum lycopersicum) v 90. rokoch 20. storočia. Je to malý peptid pozostávajúci z 18 aminokyselín a jeho objav predstavoval veľký prelom v pochopení obranných mechanizmov rastlín. Keď je rastlina zranená, Systemin sa uvoľní a pôsobí ako systémový signál, ktorý prenáša „alarm“ po celej rastline. To vedie k aktivácii rôznych génov súvisiacich s obranou, čo vedie k syntéze inhibítorov proteáz. Tieto inhibítory proteázy môžu zasahovať do trávenia bylinožravcov, účinne ich odrádzať a chrániť rastlinu.
Prekurzorový proteín Systemínu
Systemin nie je priamo syntetizovaný vo svojej aktívnej forme. Namiesto toho je odvodený z väčšieho prekurzorového proteínu nazývaného prosystemín. Prosystemín je kódovaný génom s jednou kópiou v genóme rastliny. V rastlinách rajčiaka obsahuje prosystemínový gén otvorený čítací rámec, ktorý kóduje proteín s približne 200 aminokyselinami. Sekvencia Systemínu je vložená do tohto väčšieho proteínu prosystemínu.
Promótorová oblasť prosystemínového génu obsahuje špecifické cis pôsobiace prvky, ktoré môžu reagovať na rôzne stimuly, ako je mechanické poranenie a kŕmenie hmyzom. Keď rastlina vníma tieto stimuly, transkripčné faktory sa viažu na tieto cis - pôsobiace prvky, čo vedie k aktivácii génu prosystemínu a produkcii prosystemínovej mRNA. Táto mRNA je potom preložená do prosystemínového proteínu v endoplazmatickom retikule a ribozómoch rastlinných buniek.
Štiepenie prosystemínu na uvoľnenie systemínu
Ďalším krokom syntézy Systeminu je štiepenie prosystemínu, aby sa uvoľnil aktívny peptid Systemin. Tento proces prebieha pôsobením proteáz. Po syntéze prosystemínu v bunke je transportovaný do extracelulárneho priestoru. Tu špecifické proteázy rozpoznávajú a štiepia prosystemínový proteín na presných miestach.
Identita proteáz zapojených do tohto štiepenia bola predmetom rozsiahleho výskumu. Aj keď to nie je úplne pochopené, predpokladá sa, že rodina serínových proteáz môže hrať významnú úlohu. Tieto proteázy štiepia prosystemínový proteín na špecifických peptidových väzbách, pričom uvoľňujú 18-aminokyselinový systémový peptid. Po uvoľnení môže Systemin interagovať so svojimi receptormi na plazmatickej membráne susedných buniek.
Post-translačné úpravy
V niektorých prípadoch môže Systemin prejsť posttranslačnými úpravami. Hoci 18-aminokyselinový peptid Systemin je všeobecne považovaný za aktívnu formu, existujú dôkazy, že môžu nastať menšie modifikácie. Tieto modifikácie môžu ovplyvniť stabilitu, aktivitu alebo väzbovú afinitu Systeminu k jeho receptorom.
Napríklad fosforylácia alebo acetylácia určitých aminokyselinových zvyškov v Systemine by mohla potenciálne zmeniť jeho biologické vlastnosti. Na úplné pochopenie rozsahu a významu týchto post-translačných modifikácií v kontexte funkcie Systemin je však potrebný ďalší výskum.
Úloha Systemínu v signálnych dráhach
Akonáhle sa Systemin uvoľní a naviaže sa na svoje receptory na plazmatickej membráne, spustí komplexnú signálnu dráhu. Systemínový receptor bol identifikovaný ako kináza podobná leucínovému receptoru (LRR - RLK). Keď sa Systemin naviaže na tento receptor, aktivuje sériu následných signalizačných udalostí vrátane aktivácie mitogénom aktivovaných proteínkináz (MAPK).
Aktivácia MAPK vedie k fosforylácii transkripčných faktorov, ktoré sa potom translokujú do jadra a regulujú expresiu génov súvisiacich s obranou. Táto signálna kaskáda vedie k syntéze rôznych obranných proteínov, ako sú inhibítory proteáz, polyfenoloxidázy a peroxidázy. Tieto proteíny prispievajú k celkovej obrane rastliny proti bylinožravcom a patogénom.
Podobné Peptidy v ríši rastlín
Okrem Systeminu existujú v rastlinnej ríši ďalšie podobné peptidy, ktoré zohrávajú úlohu v obrannej signalizácii. Napríklad Tyr - ACTH (4 - 9)Kliknutím sem zobrazíte ďalšie podrobnostije peptid, o ktorom sa preukázalo, že má určité biologické aktivity v rastlinách. PhysalaeminZistite viacje ďalší peptid, ktorý bol študovaný v kontexte rastlinnej signalizácie. Tieto peptidy môžu zdieľať niektoré spoločné znaky so Systeminom, pokiaľ ide o ich syntézu, spracovanie a signalizačné funkcie.
Ďalším príbuzným peptidom je 6xHis PeptideZistite viac. Zatiaľ čo jeho primárne použitie je často pri čistení proteínov v laboratórnych podmienkach, poskytuje tiež pohľad na syntézu peptidov a manipuláciu s nimi v rastlinách. Pochopenie podobností a rozdielov medzi týmito peptidmi nám môže pomôcť získať komplexnejšie pochopenie signálnych dráh sprostredkovaných rastlinnými peptidmi.
Faktory ovplyvňujúce systémovú syntézu
Syntézu Systemínu v rastlinách môže ovplyvniť niekoľko faktorov. Faktory prostredia, ako je svetlo, teplota a vlhkosť, môžu ovplyvniť expresiu génu prosystemínu. Napríklad svetlo s vysokou intenzitou môže zvýšiť expresiu génu prosystemínu, čo vedie k zvýšenej syntéze Systemínu.
Rozhodujúcu úlohu zohrávajú aj biologické faktory, ako je prítomnosť patogénov alebo bylinožravcov. Keď je rastlina napadnutá bylinožravcami, mechanické poškodenie spôsobené žuvaním alebo prítomnosť elicitorov odvodených od bylinožravcov môže spustiť syntézu Systeminu. Podobne môžu patogénne infekcie aktivovať aj obrannú dráhu sprostredkovanú Systemínom, hoci presné mechanizmy sa môžu líšiť.
Naša ponuka ako dodávateľ Systemin
Ako špecializovaný dodávateľ Systeminu chápeme dôležitosť poskytovania vysokokvalitného Systeminu na výskumné účely. Naše produkty Systemin sú syntetizované pomocou najmodernejších techník a sú prísne testované, aby sa zaistila ich čistota a biologická aktivita. Či už vykonávate základný výskum obranných mechanizmov rastlín alebo vyvíjate nové stratégie na ochranu plodín, náš Systemin môže byť cenným nástrojom vo vašich štúdiách.
Ak máte záujem o kúpu Systemin pre váš výskum, odporúčame vám kontaktovať nás pre podrobnú diskusiu. Môžeme vám poskytnúť viac informácií o našich produktoch, cenách a možnostiach dopravy. Náš tím odborníkov je tiež k dispozícii, aby odpovedal na akékoľvek otázky týkajúce sa syntézy, funkcie alebo aplikácie Systeminu.
Záver
Syntéza Systeminu v rastlinách je komplexný a vysoko regulovaný proces. Zahŕňa transkripciu a transláciu prosystemínového génu, po ktorej nasleduje štiepenie prosystemínového proteínu, aby sa uvoľnil aktívny Systemínový peptid. Tento peptid potom spúšťa signálnu kaskádu, ktorá vedie k aktivácii obranných reakcií rastlín. Pochopenie syntézy Systeminu nie je dôležité len pre základný výskum rastlinnej biológie, ale má aj potenciálne využitie v poľnohospodárstve na vývoj odolnejších odrôd plodín.
Ak máte ďalšie otázky alebo sa zaujímate o obstaranie Systemin pre vaše výskumné potreby, neváhajte nás kontaktovať. Sme tu, aby sme podporili váš výskum a tešíme sa na spoluprácu s vami.
Referencie
- Ryan CA, Pearce G. (1998). Systémový signál rany v paradajke: regulácia obranných génov rastlín proti hmyzím škodcom. Rastlinná biotechnol. J. 16, 199 - 210.
- Schilmiller AL, Howe GA. (2005). Jasmonát - regulované reakcie rastlín na bylinožravce. Curr. Opin. Plant Biol. 8, 330 - 336.
- Stratmann JW. (2003). Mitogén - aktivované proteínkinázové kaskády v signalizácii obrany rastlín. Curr. Opin. Plant Biol. 6, 395 - 401.