Systemina jest dobrze znanym peptydem obronnym w królestwie roślin, który odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi rośliny na zranienia, takie jak ataki roślinożerców. Jako niezawodny dostawca Systemin często jestem pytany o to, w jaki sposób ten ważny peptyd jest syntetyzowany w roślinach. W tym poście na blogu zagłębię się w naukowe szczegóły syntezy Systeminy, zapewniając kompleksowy przegląd osobom zainteresowanym tą fascynującą dziedziną.
Odkrycie i znaczenie Systemina
Systeminę po raz pierwszy odkryto w pomidorach (Solanum lycopersicum) w latach 90. XX wieku. Jest to niewielki peptyd składający się z 18 aminokwasów, a jego odkrycie stanowiło ogromny przełom w zrozumieniu mechanizmów obronnych roślin. Kiedy roślina jest uszkodzona, uwalniana jest Systemina, która działa jako sygnał ogólnoustrojowy, przekazując „alarm” w całej roślinie. Prowadzi to do aktywacji różnych genów związanych z obroną, co skutkuje syntezą inhibitorów proteaz. Te inhibitory proteaz mogą zakłócać trawienie roślinożerców, skutecznie je odstraszając i chroniąc roślinę.
Białko prekursorowe Systeminy
Systemina nie jest bezpośrednio syntetyzowana w postaci aktywnej. Zamiast tego pochodzi z większego białka prekursorowego zwanego prosysteminą. Prosystemina jest kodowana przez pojedynczą kopię genu w genomie rośliny. W pomidorach gen prosysteminy zawiera otwartą ramkę odczytu, która koduje białko o długości około 200 aminokwasów. Sekwencja Systeminy jest osadzona w tym większym białku prosysteminy.
Region promotorowy genu prosysteminy zawiera specyficzne elementy działające w układzie cis, które mogą reagować na różne bodźce, takie jak zranienia mechaniczne i żerowanie owadów. Kiedy roślina wyczuwa te bodźce, czynniki transkrypcyjne wiążą się z elementami działającymi w układzie cis, co prowadzi do aktywacji genu prosysteminy i produkcji mRNA prosysteminy. Ten mRNA ulega następnie translacji do białka prosysteminy w retikulum endoplazmatycznym i rybosomach komórek roślinnych.
Rozszczepienie Prosysteminy w celu uwolnienia Systeminy
Następnym etapem syntezy Systeminy jest rozszczepienie prosysteminy w celu uwolnienia aktywnego peptydu Systeminy. Proces ten zachodzi poprzez działanie proteaz. Po syntezie prosysteminy w komórce jest ona transportowana do przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Tutaj specyficzne proteazy rozpoznają i rozszczepiają białko prosysteminy w precyzyjnych miejscach.
Tożsamość proteaz biorących udział w tym rozszczepieniu była przedmiotem szeroko zakrojonych badań. Chociaż nie jest to w pełni zrozumiałe, uważa się, że rodzina proteaz serynowych może odgrywać znaczącą rolę. Proteazy te rozcinają białko prosysteminy przy specyficznych wiązaniach peptydowych, uwalniając 18-aminokwasowy peptyd Systemin. Po uwolnieniu Systemin może następnie oddziaływać ze swoimi receptorami na błonie komórkowej sąsiadujących komórek.
Modyfikacje post-translacyjne
W niektórych przypadkach Systemin może podlegać modyfikacjom potranslacyjnym. Chociaż 18-aminokwasowy peptyd Systemin jest ogólnie uważany za formę aktywną, istnieją dowody na to, że mogą wystąpić drobne modyfikacje. Modyfikacje te mogą wpływać na stabilność, aktywność lub powinowactwo wiązania Systeminy z jej receptorami.
Na przykład fosforylacja lub acetylacja niektórych reszt aminokwasowych w Systeminie może potencjalnie zmienić jego właściwości biologiczne. Jednakże potrzebne są dalsze badania, aby w pełni zrozumieć zakres i znaczenie tych modyfikacji potranslacyjnych w kontekście funkcji Systemin.
Rola systeminy w szlakach sygnalizacyjnych
Po uwolnieniu Systemina i związaniu się z receptorami na błonie komórkowej inicjuje złożony szlak sygnalizacyjny. Receptor Systeminy zidentyfikowano jako receptor podobny do kinazy bogaty w leucynę (LRR – RLK). Kiedy Systemina wiąże się z tym receptorem, aktywuje szereg dalszych zdarzeń sygnalizacyjnych, w tym aktywację kinaz białkowych aktywowanych mitogenami (MAPK).
Aktywacja MAPK prowadzi do fosforylacji czynników transkrypcyjnych, które następnie przemieszczają się do jądra i regulują ekspresję genów związanych z obroną. Ta kaskada sygnalizacyjna skutkuje syntezą różnych białek związanych z obroną, takich jak inhibitory proteaz, oksydazy polifenolowe i peroksydazy. Białka te przyczyniają się do ogólnej obrony rośliny przed roślinożercami i patogenami.
Podobne peptydy w królestwie roślin
Oprócz Systeminy w królestwie roślin istnieją inne podobne peptydy, które odgrywają rolę w sygnalizacji obronnej. Na przykład Tyr - ACTH (4 - 9)Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej szczegółówto peptyd, który, jak wykazano, ma określone aktywności biologiczne w roślinach. FisalaeminaDowiedz się więcejto kolejny peptyd badany w kontekście sygnalizacji roślinnej. Peptydy te mogą mieć pewne wspólne cechy z Systeminem pod względem syntezy, przetwarzania i funkcji sygnalizacyjnych.
Innym pokrewnym peptydem jest peptyd 6×HisDowiedz się więcej. Chociaż jego głównym zastosowaniem jest często oczyszczanie białek w warunkach laboratoryjnych, zapewnia także wgląd w syntezę peptydów i postępowanie z nimi w roślinach. Zrozumienie podobieństw i różnic między tymi peptydami może pomóc nam w uzyskaniu pełniejszego zrozumienia szlaków sygnałowych, w których pośredniczą peptydy roślinne.
Czynniki wpływające na syntezę systeminy
Na syntezę Systeminy w roślinach może wpływać kilka czynników. Czynniki środowiskowe, takie jak światło, temperatura i wilgotność, mogą wpływać na ekspresję genu prosysteminy. Na przykład światło o dużej intensywności może zwiększać ekspresję genu prosysteminy, prowadząc do zwiększonej syntezy systeminy.
Czynniki biologiczne, takie jak obecność patogenów czy roślinożerców, również odgrywają kluczową rolę. Kiedy roślina zostaje zaatakowana przez roślinożerców, uszkodzenia mechaniczne spowodowane żuciem lub obecnością elicytorów pochodzących od roślinożerców mogą wywołać syntezę Systeminy. Podobnie infekcje patogenami mogą również aktywować szlak obronny, w którym pośredniczy Systemina, chociaż dokładne mechanizmy mogą się różnić.
Nasza oferta jako dostawcy Systemin
Jako oddany dostawca Systemin rozumiemy znaczenie dostarczania wysokiej jakości Systemin do celów badawczych. Nasze produkty Systemin są syntetyzowane przy użyciu najnowocześniejszych technik i poddawane rygorystycznym testom w celu zapewnienia ich czystości i aktywności biologicznej. Niezależnie od tego, czy prowadzisz podstawowe badania nad mechanizmami obronnymi roślin, czy opracowujesz nowe strategie ochrony upraw, nasz Systemin może być cennym narzędziem w Twoich badaniach.
Jeżeli są Państwo zainteresowani zakupem Systemina do celów badawczych, zachęcamy do kontaktu w celu szczegółowej dyskusji. Możemy dostarczyć Ci więcej informacji na temat naszych produktów, cen i opcji wysyłki. Nasz zespół ekspertów jest również dostępny, aby odpowiedzieć na wszelkie pytania dotyczące syntezy, funkcji lub zastosowania Systemin.
Wniosek
Synteza Systeminy w roślinach jest procesem złożonym i ściśle regulowanym. Polega na transkrypcji i translacji genu prosysteminy, a następnie rozszczepieniu białka prosysteminy w celu uwolnienia aktywnego peptydu Systeminy. Peptyd ten inicjuje następnie kaskadę sygnalizacyjną, która prowadzi do aktywacji odpowiedzi obronnych roślin. Zrozumienie syntezy Systeminy jest ważne nie tylko dla podstawowych badań z zakresu biologii roślin, ale ma także potencjalne zastosowania w rolnictwie w celu opracowania bardziej odpornych odmian roślin uprawnych.
Jeśli masz dalsze pytania lub jesteś zainteresowany zakupem Systemin do celów badawczych, skontaktuj się z nami. Jesteśmy tutaj, aby wspierać Twoje badania i czekamy na współpracę z Tobą.
Referencje
- Ryan Kalifornia, Pearce G. (1998). Ogólnoustrojowy sygnał rany u pomidora: regulacja genów obrony roślin przed szkodnikami owadzimi. Biotechnologia Roślin. J. 16, 199 - 210.
- Schilmiller AL, Howe GA. (2005). Jasmonian - reguluje reakcję roślin na zwierzęta roślinożerne. Aktualny Opinia. Roślina Biol. 8, 330 - 336.
- Stratmann JW. (2003). Mitogen - aktywowane kaskady kinaz białkowych w sygnalizacji obronnej roślin. Aktualny Opinia. Roślina Biol. 6, 395 - 401.