Systemin je dobro poznat biljni peptidni hormon koji je bio fokus opsežnih istraživanja u području fiziologije biljaka. Kao pouzdan dobavljač sustava, iz prve sam ruke bio svjedok rastućeg interesa za razumijevanje njegovih višestrukih učinaka na različite biljne procese, posebno metabolizam biljnih lipida. U ovom ćemo blogu detaljno istražiti učinke sistena na metabolizam biljnih lipida i raspravljati o implikacijama tih učinaka.
Systemin: Pregled
Systemin je 18 - amino -kiseli peptid otkriven u biljkama rajčice. To igra ključnu ulogu u obrambenom odgovoru biljke protiv biljojeda i patogena. Kad je postrojenje oštećeno, Systemin se oslobađa i aktivira niz signalnih putova povezanih s obranom. Ovi putovi dovode do proizvodnje različitih spojeva povezanih s obranom, poput inhibitora proteinaze, koji mogu odvratiti biljojede i zaštititi biljku od daljnjih oštećenja.
Sistemski i lipidni signalni putovi
Jedan od glavnih načina na koji sisten utječe na metabolizam biljnih lipida je aktiviranje signalnih putova lipida. Kao odgovor na percepciju sustava, membrana biljnih stanica prolazi niz promjena. Aktiviraju se fosfolipaze, enzimi koji razgrađuju fosfolipide u staničnoj membrani. Na primjer, fosfolipaza A2 (PLA2) jedan je od ključnih enzima koji su uključeni u ovaj proces. Kad se Systemin veže na svoj receptor na staničnoj membrani, on pokreće signalnu kaskadu koja dovodi do aktivacije PLA2.
Aktivacija PLA2 rezultira hidrolizom membranskih fosfolipida, oslobađanjem slobodnih masnih kiselina (FFA) i lizofosfolipida. Među oslobađanim FFA -i, linolenska kiselina je od posebne važnosti. Linolenska kiselina služi kao prethodnica sinteze jasmonske kiseline (JA), biljnog hormona koji je usko povezan s obrambenim odgovorima i metabolizmom lipida. Pretvorba linolenske kiseline u JA uključuje niz enzimskih reakcija, uključujući djelovanje lipoksigenaze (LOX), sintaze alene oksida (AOS) i alene oksidne ciklaze (AOC).
JA, zauzvrat, djeluje kao signalna molekula koja regulira ekspresiju brojnih gena uključenih u metabolizam lipida. Može inducirati ekspresiju gena koji kodiraju enzime koji su uključeni u biosintezu i modifikaciju masnih kiselina. Na primjer, JA može gore - regulirati ekspresiju gena koji kodiraju acil -nosač - protein (ACP) desaturaze, koje su odgovorne za uvođenje dvostrukih veza u masne kiseline, mijenjajući na taj način sastav biljnih lipida masnih kiselina.
Utjecaj na sastav masnih kiselina
Aktivacija signalnih putova posredovanih sistemom može značajno izmijeniti sastav masnih kiselina biljnih lipida. Kao što je ranije spomenuto, sinteza JA iz linolenske kiseline može dovesti do promjena u relativnom obilju različitih masnih kiselina. Linolenska kiselina je omega - 3 masna kiselina, a njegova povećana upotreba za sintezu JA može rezultirati smanjenjem razine njegove razine u biljci.
S druge strane, ekspresija gena uključenih u sintezu drugih masnih kiselina može se regulirati. Na primjer, sinteza zasićenih i mononezasićenih masnih kiselina može se povećati kao odgovor na liječenje sustava. Ova promjena sastava masnih kiselina može imati nekoliko implikacija na biljku. Masne kiseline s različitim stupnjevima zasićenja imaju različita fizička i kemijska svojstva. Zasićene masne kiseline su krute i manje fluidne od nezasićenih masnih kiselina. Stoga, porast sadržaja zasićenih masnih kiselina može utjecati na fluidnost stanične membrane, što zauzvrat može utjecati na procese povezane s membranom poput transporta iona i transdukcije signala.
Učinci na obrambene spojeve izvedene lipidima
Osim mijenjanja sastava masnih kiselina, Systemin također promiče sintezu obrambenih spojeva izvedenih lipida. Triacilgliceroli (oznake) mogu se hidrolizirati za oslobađanje FFAS -a, koji se zatim mogu dalje modificirati tako da tvore antimikrobne spojeve. Na primjer, neki FFA mogu se oksidirati kako bi nastali oksilipini, koji imaju antimikrobna i anti -biljojedna svojstva.
Nadalje, promjene inducirane sistemom u metabolizmu lipida mogu dovesti do proizvodnje hlapljivih organskih spojeva (VOC -a) dobivenih iz lipida. Ovi VOC -ovi mogu djelovati kao privlačni za prirodne neprijatelje biljojeda ili kao repelenti za biljojedi. Na primjer, neke zelene hlapljive listiće, koji su spojevi izvedeni lipidima, mogu privući parazitske osi koji plijen biljojedi insekte.
Interakcija s drugim hormonskim signalnim putovima
Na metabolizam lipida posredovanog sistemom također utječe njegova interakcija s drugim hormonskim signalnim putovima. Na primjer, može komunicirati sa signalnim putem salicilne kiseline (SA). SA je još jedan važan biljni hormon koji je uključen u obrambene reakcije, posebno protiv biotrofičnih patogena.
U nekim slučajevima, Systemun - inducirana JA signalizacija i SA signalizacija mogu imati antagonističke učinke. Ravnoteža između JA i SA signalizacije ključna je da postrojenje postavi odgovarajući odgovor obrane. Ako je biljka napadnuta biljojedim, aktivira se SystemIn -inducirana JA signalizacija, što dovodi do sinteze spojeva povezanih s obranom. Međutim, ako je biljka zaražena biotrofičnim patogenom, SA signalizacija može biti dominantna, a interakcija između dva puta može fino prilagoditi obrambeni odgovor biljke.
Komercijalne implikacije
Kao dobavljač sustava, razumijevanje učinaka sistena na metabolizam biljnih lipida ima značajne komercijalne implikacije. Za poljoprivredne primjene, sisten se može koristiti kao prirodna alternativa kemijskim pesticidima. Poboljšanjem prirodnih obrambenih mehanizama biljke aktiviranjem signalnih putova utemeljenih na lipidima, Systemin može pomoći u zaštiti usjeva od biljojeda i patogena bez negativnih utjecaja na okoliš povezani s nekim kemijskim pesticidima.
U kozmetičkoj i farmaceutskoj industriji spojevi dobiveni lipidima proizvedeni kao odgovor na liječenje sistemom mogu imati potencijalnu primjenu. Na primjer, oksilipini i VOC -ovi s antimikrobnim i protu -upalnim svojstvima mogu se istražiti za razvoj novih kozmetičkih proizvoda ili lijekova.
Zaključak i poziv na akciju
Zaključno, Systemin ima duboke učinke na metabolizam biljnih lipida. Aktivira lipidne signalne putove, mijenja sastav masnih kiselina, potiče sintezu obrambenih spojeva izvedenih lipidima i interakciju s drugim hormonskim signalnim putovima. Ti efekti ne samo da igraju ključnu ulogu u obrani biljke od biotičkih stresa, već imaju i potencijalne primjene u raznim industrijama.
Ako ste zainteresirani za istraživanje potencijala sustava za svoje istraživanje ili komercijalne aplikacije, mi smo tu da vam pomognemo. Naši proizvodi s visokom kvalitetom mogu vam pružiti pouzdan alat za proučavanje njegovih učinaka na metabolizam biljnih lipida i šire. Slobodno nas kontaktirajte kako bismo razgovarali o vašim specifičnim potrebama i pokrenuli pregovore o nabavi. Radujemo se što ćemo raditi s vama na otključavanju punog potencijala Systemina.
Reference
- Ryan, CA (2000). Systemun signalni put: diferencijalna aktivacija biljnih obrambenih gena. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molekularna stanica istraživanja, 1477 (1 - 2), 112 - 121.
- Wasternack, C., i Hause, B. (2013). Jasmonati: biosinteza, percepcija, transdukcija signala i djelovanje u reakciji, rastu i razvoju biljnog stresa. Ažuriranje pregleda 2007. u Annals of Botany. Anali botanike, 111 (1), 1021 - 1058.
- Farmer, EE, & Ryan, CA (1992). Oktadekanoidni prekursori jasmonske kiseline aktiviraju sintezu inhibitora proteinaze induciranih ranom. Biljna ćelija, 4 (10), 129 - 134.