Системин е добре познат защитен пептид в растителното царство, който играе решаваща роля в реакцията на растението при наранявания, като атаки на тревопасни животни. Като надежден доставчик на Systemin, често ме питат как този важен пептид се синтезира в растенията. В тази публикация в блога ще се задълбоча в научните подробности за синтеза на Systemin, предоставяйки изчерпателен преглед на тези, които се интересуват от тази завладяваща област.
Откриването и значението на Systemin
Системин е открит за първи път в доматени растения (Solanum lycopersicum) през 90-те години. Това е малък пептид, състоящ се от 18 аминокиселини и откриването му представлява голям пробив в разбирането на защитните механизми на растенията. Когато растението е наранено, Systemin се освобождава и действа като системен сигнал, предавайки „аларма“ в цялото растение. Това води до активиране на различни гени, свързани със защитата, което води до синтеза на протеазни инхибитори. Тези протеазни инхибитори могат да попречат на храносмилането на тревопасните животни, като ефективно ги възпират и защитават растението.
Прекурсорният протеин на Systemin
Системин не се синтезира директно в активната си форма. Вместо това, той се извлича от по-голям прекурсорен протеин, наречен просистемин. Просистеминът е кодиран от ген с едно копие в генома на растението. В доматените растения генът просистемин съдържа отворена четяща рамка, която кодира протеин от приблизително 200 аминокиселини. Последователността Systemin е вградена в този по-голям просистеминов протеин.
Промоторната област на просистеминовия ген съдържа специфични цис-действащи елементи, които могат да реагират на различни стимули, като механично нараняване и хранене с насекоми. Когато растението усети тези стимули, транскрипционните фактори се свързват с тези цис-действащи елементи, което води до активиране на просистемин гена и производството на просистемин иРНК. След това тази иРНК се транслира в протеина просистемин в ендоплазмения ретикулум и рибозомите на растителните клетки.
Разцепване на просистемин за освобождаване на системин
Следващата стъпка в синтеза на системин е разцепването на просистемин за освобождаване на активния пептид системин. Този процес се осъществява чрез действието на протеази. След като просистеминът се синтезира в клетката, той се транспортира до извънклетъчното пространство. Тук специфични протеази разпознават и разцепват протеина просистемин на точни места.
Идентичността на протеазите, участващи в това разцепване, е обект на обширни изследвания. Въпреки че не е напълно разбрано, се смята, че семейство серинови протеази може да играе значителна роля. Тези протеази разцепват протеина просистемин при специфични пептидни връзки, освобождавайки 18-аминокиселината Systemin пептид. Веднъж освободен, Systemin може да взаимодейства със своите рецептори на плазмената мембрана на съседните клетки.
Посттранслационни модификации
В някои случаи Systemin може да претърпи модификации след транслация. Въпреки че пептидът Systemin от 18 аминокиселини обикновено се счита за активна форма, има доказателства, че могат да възникнат незначителни модификации. Тези модификации могат да повлияят на стабилността, активността или афинитета на свързване на Systemin към неговите рецептори.
Например, фосфорилирането или ацетилирането на определени аминокиселинни остатъци в Systemin може потенциално да промени неговите биологични свойства. Въпреки това са необходими повече изследвания, за да се разбере напълно степента и значението на тези посттранслационни модификации в контекста на функцията Systemin.
Ролята на Systemin в сигналните пътища
След като Systemin се освободи и се свърже със своите рецептори на плазмената мембрана, той инициира сложен сигнален път. Рецепторът Systemin беше идентифициран като киназа, подобна на богат на левцин повторен рецептор (LRR - RLK). Когато Systemin се свърже с този рецептор, той активира серия от сигнални събития надолу по веригата, включително активирането на митоген - активирани протеин кинази (MAPK).
Активирането на MAPKs води до фосфорилиране на транскрипционни фактори, които след това се преместват в ядрото и регулират експресията на гени, свързани със защитата. Тази сигнална каскада води до синтеза на различни протеини, свързани със защитата, като протеазни инхибитори, полифенолоксидази и пероксидази. Тези протеини допринасят за цялостната защита на растението срещу тревопасни животни и патогени.
Подобни пептиди в царството на растенията
В допълнение към Systemin, има други подобни пептиди в растителното царство, които играят роля в защитната сигнализация. Например Tyr - ACTH (4 - 9)Щракнете тук за повече подробностие пептид, за който е доказано, че има определени биологични активности в растенията. ФизалеминНаучете повечее друг пептид, който е изследван в контекста на растителното сигнализиране. Тези пептиди могат да споделят някои общи характеристики със Systemin по отношение на техния синтез, обработка и сигнални функции.
Друг свързан пептид е 6×His пептидътНаучете повече. Въпреки че основната му употреба често е за пречистване на протеини в лабораторни условия, тя също така предоставя представа за пептидния синтез и обработката им в растенията. Разбирането на приликите и разликите между тези пептиди може да ни помогне да придобием по-цялостно разбиране на медиираните от растителни пептиди сигнални пътища.
Фактори, влияещи върху системния синтез
Няколко фактора могат да повлияят на синтеза на Systemin в растенията. Фактори на околната среда, като светлина, температура и влажност, могат да повлияят на експресията на гена просистемин. Например, светлина с висок интензитет може да подобри експресията на гена на просистемин, което води до повишен синтез на системин.
Биологичните фактори, като наличието на патогени или тревопасни животни, също играят решаваща роля. Когато растението е атакувано от тревопасни животни, механичните увреждания, причинени от дъвченето или наличието на елиситори, произхождащи от тревопасни животни, могат да предизвикат синтеза на Systemin. По подобен начин, патогенните инфекции могат също да активират Systemin-медиирания защитен път, въпреки че точните механизми може да се различават.
Нашата оферта като доставчик на Systemin
Като специализиран доставчик на Systemin, ние разбираме значението на предоставянето на висококачествен Systemin за изследователски цели. Нашите продукти Systemin са синтезирани с помощта на най-съвременни техники и са стриктно тествани, за да се гарантира тяхната чистота и биологична активност. Независимо дали провеждате основно изследване на механизмите за защита на растенията или разработвате нови стратегии за защита на културите, нашият Systemin може да бъде ценен инструмент във вашите проучвания.
Ако се интересувате от закупуването на Systemin за вашите изследвания, препоръчваме ви да се свържете с нас за подробна дискусия. Можем да ви предоставим повече информация за нашите продукти, цени и опции за доставка. Нашият екип от експерти също е на разположение, за да отговори на всички въпроси, които може да имате относно синтеза, функцията или приложението на Systemin.
Заключение
Синтезът на Systemin в растенията е сложен и силно регулиран процес. Той включва транскрипция и транслация на просистеминовия ген, последвано от разцепване на просистеминовия протеин за освобождаване на активния системен пептид. След това този пептид инициира сигнална каскада, която води до активиране на защитните реакции на растенията. Разбирането на синтеза на Systemin е важно не само за основните изследвания на растителната биология, но също така има потенциални приложения в селското стопанство за разработване на по-устойчиви сортове култури.
Ако имате допълнителни въпроси или се интересувате от закупуването на Systemin за вашите изследователски нужди, моля, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да подкрепим вашите изследвания и с нетърпение очакваме да си сътрудничим с вас.
Референции
- Ryan CA, Pearce G. (1998). Системният сигнал за рани в домати: регулиране на гените за защита на растенията срещу насекоми вредители. Растителна биотехнология. J. 16, 199 - 210.
- Schilmiller AL, Howe GA. (2005). Жасмонат - регулирани реакции на растенията към тревопасни животни. Curr. мнение Plant Biol. 8, 330 - 336.
- Stratmann JW. (2003). Митоген - активирани протеин киназни каскади в сигнализацията за защита на растенията. Curr. мнение Plant Biol. 6, 395 - 401.