Systemin je dobro poznati obrambeni peptid u biljnom svijetu koji igra ključnu ulogu u odgovoru biljke na ranjavanje, kao što su napadi biljojeda. Kao pouzdanog dobavljača Systemina, često me pitaju kako se ovaj važan peptid sintetizira u biljkama. U ovom postu na blogu udubit ću se u znanstvene pojedinosti sinteze Systemina, pružajući sveobuhvatan pregled za one koje zanima ovo fascinantno područje.
Otkriće i značaj Systemina
Systemin je prvi put otkriven u biljkama rajčice (Solanum lycopersicum) 1990-ih. Riječ je o malom peptidu koji se sastoji od 18 aminokiselina, a njegovo otkriće predstavlja veliki pomak u razumijevanju obrambenih mehanizama biljaka. Kada je biljka ozlijeđena, Systemin se oslobađa i djeluje kao sistemski signal, prenoseći "alarm" kroz cijelu biljku. To dovodi do aktivacije raznih obrambenih gena, što rezultira sintezom inhibitora proteaze. Ovi inhibitori proteaze mogu ometati probavu biljojeda, učinkovito ih odvraćajući i štiteći biljku.
Prekursorski protein Systemina
Systemin se ne sintetizira izravno u svom aktivnom obliku. Umjesto toga, izveden je iz većeg prekursora proteina koji se zove prosistemin. Prosistemin je kodiran jednom kopijom gena u genomu biljke. U biljkama rajčice, prosisteminski gen sadrži otvoreni okvir za čitanje koji kodira protein od približno 200 aminokiselina. Systemin sekvenca je ugrađena unutar ovog većeg prosistemskog proteina.
Regija promotora gena za prosistemin sadrži specifične cis-djelujuće elemente koji mogu odgovoriti na različite podražaje, kao što su mehaničko ranjavanje i hranjenje insekata. Kada biljka osjeti ove podražaje, transkripcijski čimbenici vežu se za ove cis-djelujuće elemente, što dovodi do aktivacije prosistemskog gena i proizvodnje prosistemske mRNA. Ta se mRNA zatim prevodi u protein prosistemin u endoplazmatskom retikulumu i ribosomima biljnih stanica.
Cijepanje prosistemina za oslobađanje sistemina
Sljedeći korak u sintezi Systemina je cijepanje prosistemina da bi se oslobodio aktivni Systemin peptid. Taj se proces odvija djelovanjem proteaza. Nakon što se prosistemin sintetizira u stanici, transportira se u izvanstanični prostor. Ovdje specifične proteaze prepoznaju i cijepaju protein prosistemin na točno određenim mjestima.
Identitet proteaza uključenih u ovo cijepanje bio je predmet opsežnog istraživanja. Iako nije u potpunosti shvaćeno, vjeruje se da obitelj serinskih proteaza može igrati značajnu ulogu. Ove proteaze cijepaju protein prosistemin na specifičnim peptidnim vezama, oslobađajući peptid Systemin od 18 aminokiselina. Nakon što se oslobodi, Systemin može stupiti u interakciju sa svojim receptorima na plazma membrani susjednih stanica.
Posttranslacijske izmjene
U nekim slučajevima Systemin može biti podvrgnut posttranslacijskim izmjenama. Iako se Systemin peptid od 18 aminokiselina općenito smatra aktivnim oblikom, postoje dokazi da može doći do manjih modifikacija. Ove izmjene mogu utjecati na stabilnost, aktivnost ili afinitet vezanja Systemina na njegove receptore.
Na primjer, fosforilacija ili acetilacija određenih aminokiselinskih ostataka u Systeminu mogla bi potencijalno promijeniti njegova biološka svojstva. Međutim, potrebno je više istraživanja kako bi se u potpunosti razumio opseg i značaj ovih posttranslacijskih modifikacija u kontekstu funkcije Systemina.
Uloga Systemina u signalnim putovima
Nakon što se Systemin oslobodi i veže za svoje receptore na plazma membrani, pokreće složeni signalni put. Receptor Systemina identificiran je kao kinaza slična leucinu bogatom ponovljenom receptoru (LRR - RLK). Kada se Systemin veže za ovaj receptor, on aktivira niz nizvodnih signalnih događaja, uključujući aktivaciju protein kinaza aktiviranih mitogenom (MAPK).
Aktivacija MAPK dovodi do fosforilacije transkripcijskih faktora, koji se zatim translociraju u jezgru i reguliraju ekspresiju obrambenih gena. Ova signalna kaskada rezultira sintezom različitih obrambenih proteina, kao što su inhibitori proteaze, polifenol oksidaze i peroksidaze. Ovi proteini doprinose ukupnoj obrani biljke od biljojeda i patogena.
Slični peptidi u biljnom carstvu
Uz Systemin, postoje i drugi slični peptidi u biljnom carstvu koji igraju ulogu u obrambenoj signalizaciji. Na primjer, Tyr - ACTH (4 - 9)Kliknite ovdje za više detaljaje peptid za koji se pokazalo da ima određene biološke aktivnosti u biljkama. fizaleminSaznajte višeje još jedan peptid koji je proučavan u kontekstu biljnog signaliziranja. Ovi peptidi mogu dijeliti neke zajedničke karakteristike sa Systeminom u smislu njihove funkcije sinteze, obrade i signalizacije.
Drugi srodni peptid je 6×His peptidSaznajte više. Iako je njegova primarna upotreba često pročišćavanje proteina u laboratorijskim postavkama, također pruža uvid u sintezu peptida i rukovanje njima u biljkama. Razumijevanje sličnosti i razlika između ovih peptida može nam pomoći da dobijemo sveobuhvatnije razumijevanje signalnih putova posredovanih biljnim peptidima.
Čimbenici koji utječu na sintezu sustava
Nekoliko čimbenika može utjecati na sintezu Systemina u biljkama. Čimbenici okoliša, poput svjetlosti, temperature i vlage, mogu utjecati na ekspresiju gena prosistemina. Na primjer, svjetlo visokog intenziteta može pojačati ekspresiju gena za prosystemin, što dovodi do povećane sinteze Systemina.
Biološki čimbenici, poput prisutnosti patogena ili biljojeda, također igraju presudnu ulogu. Kada biljku napadnu biljojedi, mehanička oštećenja uzrokovana žvakanjem ili prisutnost elicitora porijeklom iz biljojeda mogu potaknuti sintezu Systemina. Slično tome, infekcije patogenima također mogu aktivirati obrambeni put posredovan Systeminom, iako se točni mehanizmi mogu razlikovati.
Naša ponuda kao Systemin dobavljača
Kao predani dobavljač Systemina, razumijemo važnost pružanja visokokvalitetnog Systemina u istraživačke svrhe. Naši proizvodi Systemin sintetizirani su korištenjem najsuvremenijih tehnika i rigorozno su testirani kako bi se osigurala njihova čistoća i biološka aktivnost. Bilo da provodite osnovna istraživanja obrambenih mehanizama biljaka ili razvijate nove strategije za zaštitu usjeva, naš Systemin može biti vrijedan alat u vašim studijama.
Ako ste zainteresirani za kupnju Systemina za svoje istraživanje, potičemo vas da nas kontaktirate radi detaljnog razgovora. Možemo vam pružiti više informacija o našim proizvodima, cijenama i mogućnostima dostave. Naš tim stručnjaka također je na raspolaganju za sva pitanja koja imate u vezi sa sintezom, funkcijom ili primjenom Systemina.
Zaključak
Sinteza Systemina u biljkama složen je i visoko reguliran proces. Uključuje transkripciju i translaciju prosistemskog gena, nakon čega slijedi cijepanje prosistemskog proteina da se oslobodi aktivni Systemin peptid. Ovaj peptid zatim pokreće signalnu kaskadu koja dovodi do aktivacije obrambenih odgovora biljke. Razumijevanje sinteze Systemina nije važno samo za temeljna biološka istraživanja biljaka, već ima i potencijalnu primjenu u poljoprivredi za razvoj otpornijih sorti usjeva.
Ako imate dodatnih pitanja ili ste zainteresirani za nabavu Systemina za potrebe istraživanja, slobodno nam se obratite. Ovdje smo da podržimo vaše istraživanje i veselimo se suradnji s vama.
Reference
- Ryan CA, Pearce G. (1998). Sistemski signal rane u rajčici: regulacija obrambenih gena biljaka protiv insekata štetnika. Biljna biotehnologija. J. 16, 199 - 210 (prikaz, znanstveni).
- Schilmiller AL, Howe GA. (2005). Jasmonat - regulirani odgovor biljaka na biljojede. Curr. Opin. Plant Biol. 8, 330 - 336 (prikaz, znanstveni).
- Stratmann JW. (2003). Mitogen - aktivirane kaskade protein kinaze u obrambenoj signalizaciji biljaka. Curr. Opin. Plant Biol. 6, 395 - 401 (prikaz, znanstveni).