Kas Flagelin 22 TFA on flagelliini bioaktiivne peptiid taimede immuunsuse jaoks?

Flagelin 22 TFA(CAS 304642-91-9), molekulmassiga C93H1₆₂N3₂O34 ja molekulmassiga 2272,48, on puhtal kujul valge pulber. See on bakteriaalse flagelliini N--otsas väga konserveerunud 22-aminohappefragmendi trifluoroatsetaatsool, mis kuulub tüüpilise patogeeniga-seotud molekulaarmustrisse. Selle aminohappejärjestus on Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg-Ile-Asn{{19} }Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly-Leu-Gln-Ile-Ala. Taimse immuunaktivatsiooni etalonindutseerijana käivitab Flagelin 22 TFA taime PTI immuunvastuse, aktiveerides spetsiifiliselt FLS2/BAK1 retseptori kompleksi. Selle eeliseks on tugev immuunsuse aktiveerimine, kõrge stabiilsus ja keskkonnajääkide puudumine ning seda kasutatakse laialdaselt taimepatoloogias, aretuses ja uute bioloogiliste pestitsiidide uurimises ja arenduses.

Flagelliini väikseim aktiivne fragment

Flagelin 22 TFAon sünteetiliselt toodetud lineaarne 22- aminohappest koosnev peptiid, mis asub bakteriaalse flagelliini kõige konservatiivsemas N-terminaalses piirkonnas. Sellel puudub sekundaarne / tertsiaarne voltimine ja sellel on paindlik lineaarne ahela konformatsioon, mis võimaldab taimeraku membraani retseptorite poolt täpselt ära tunda ja immuunsignaale aktiveerida.

Selle primaarsel järjestusel on selgelt määratletud funktsionaalsed piirkonnad: N-terminaalne Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg piirkond on retseptori südamiku sidumispiirkond, mis on rikas polaarsete ja aluseliste aminohapete poolest, mis võib rakkudevahelist leukiinilist piirkonda vahetult korrata. FLS2 retseptor, mis määrab selle immuunaktivatsiooni aktiivsuse; keskmine Ile-Asn-Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly piirkond on signaali ülekande ristmiku piirkond, mis sisaldab retseptori kompleksi, mis sisaldab aspartaadirikkaid muutusi{11} ja algatab intratsellulaarse signaaliülekande; C-terminaalne Leu-Gln-Ile-Ala piirkond on stabiilne ankurduspiirkond, kus hüdrofoobsed aminohapped suurendavad peptiidi adhesiooni rakumembraaniga, pikendades toime kestust.

 

Füüsikalis-keemilised omadused ja soola -moodustavad omadused on väga kooskõlas kasutusnõuetega: TFA soola vorm parandab oluliselt vees lahustuvust, mis on palju parem kui vabad peptiidid, muutes selle sobivaks mitmesugusteks pealekandmismeetoditeks, nagu lehtede pihustamine ja juurte niisutamine; sulamistemperatuur > 220 kraadi, võib hoida toatemperatuuril suletud, valguse eest kaitstud keskkonnas 24 kuud ja püsib stabiilsena 3 aastat pärast ümberpakendamist -20 kraadi juures; see on vastupidav hapetele, leelistele ja tavalistele pestitsiididele, millel on suurepärane välistabiilsus; farmatseutilise toimeaine puhtus võib ulatuda üle 98%, üksikute lisanditega < 0,5% ja niiskusega < 0,2%, mis vastab peptiidipreparaatide farmakopöa standarditele.

 

Võrreldes loodusliku flagelliini valguga (ligikaudu 50 kDa) on väikese -molekuli lineaarne 22-peptiidist struktuur.Flagelin 22 TFAsellel on kolm peamist eelist: puudub immunogeensus ja taimed ei eemalda seda võõrvalguna; vastupidavus proteaasi lagunemisele, poolväärtusaeg lehtedes või pinnases 7–14 päeva; ja lihtne süntees, mille kogusaagis on kuni 70% tahke-faasi peptiidide sünteesil ja puhtus on püsivalt üle 98%, mistõttu sobib see laiaulatuslikuks-tööstuslikuks tootmiseks.

 

Tahkefaasilises -faasisünteesi protsessis kasutatakse Fmoc-kaitsestrateegiat: Rink-amiidvaiku kasutades kandjana, seotakse Fmoc-kaitstud aminohapped järjestikku C--otsast N--otsaga. Pärast lõhustamist ja kaitse eemaldamist puhastatakse aminohapped pöördfaasilise kõrgjõudlusega vedelikkromatograafiaga (RP-HPLC), seejärel soolatakse trifluoroäädikhappega ja külmkuivatatakse, et saada lõpptoode. See protsess hõlbustab lisandite eemaldamist, tagab hea partii stabiilsuse ja võimaldab kilogrammi{10}tootmist, mis vastab põllumajanduse ja teadusuuringute ulatuslikele{11}}vajadustele.

 

Viis struktuurset tunnust -lineaarne 22-peptiidi karkass, N-otsa retseptori-sidumismotiiv, vahepealne signaali linkeri piirkond, C-otsa membraani ankurdusstruktuur ja TFA soola moodustumine solubiliseerimiseks – moodustavad lahustuvuse peamised eelised: flageliin, hea immunovõime 22 vees. ladustamine ja lihtne süntees masstootmiseks. See loob molekulaarse aluse selle rakendamiseks taimede immuunsüsteemi induktsioonis ja biokontrollis.

FLS2-ga tunnustatud immuunsüsteemi initsiatsiooniloogika

Põhiline toimemehhanismFlagelin 22 TFApõhineb flg22 väga spetsiifilisel äratundmisel taimerakumembraanil oleva FLS2 retseptori poolt. Arabidopsis thaliana FLS2 on retseptor-nagu kinaas, mis sisaldab rohkesti leutsiini kordusi, mis koosneb rakuvälisest domeenist, transmembraansest domeenist ja rakusisesest kinaasi domeenist. Kui flg22 22 aminohapet seonduvad FLS2 rakuvälise domeeniga, dimeerib retseptor koheselt ja värbab aktiivse kompleksi moodustamiseks teise kaasretseptori BAK1. FLS2-BAK1 kompleksi kokkupanek tähistab taime immuunsüsteemi ametlikku "häiret".

 

Retseptori aktiveerimise hetkel läbib FLS2 rakusisene kinaasi domeen autofosforüülimise, käivitades rakusisese signaaliülekande kaskaadi. Üks ülesvoolu efektoritest on NADPH oksüdaas RBOHD. Aktiveerimisel kannab RBOHD elektronid tsütoplasmaatilisest NADPH-st üle rakuvälisesse molekulaarsesse hapnikku plasmamembraanil, tekitades superoksiidi anioone. Superoksiidi dismutaas dismutaseerib need superoksiidi anioonid kiiresti vesinikperoksiidiks, moodustades reaktiivsete hapnikuliikide "esimese purske". See lööve, mis on tuvastatav mõne minuti jooksul pärast ravi flg22-ga, kujutab endast kõige kiiremini{6}}reageerivat rakulist sündmust taime immuunsüsteemis.

 

Reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) lõhkemine käivitab mitu allavoolu signaaliülekande rada, sealhulgas mitogeen-aktiveeritud proteiinkinaasi kaskaadi, kaltsiumioonide sissevoolu ja kaltsiumi-sõltuvate proteiinkinaaside (MAPK) aktiveerimise. MAPK signaaliraja aktiveerimine võimendab veelgi kaitsesignaale, mis lõpuks viib kaitsega seotud geenide transkriptsioonilise ümberprogrammeerimiseni tuumas. Transkriptoomilised andmed näitavad, et ravi flg22-ga võib mõne tunni jooksul esile kutsuda ekspressioonimuutusi tuhandetes geenides, sealhulgas geenides, mis kodeerivad patogeneesiga seotud valke, ligniini süntaase ja fütoaleksiini süntaase. Need geeniproduktid täidavad otseseid antibakteriaalseid funktsioone või tugevdavad rakuseina füüsilist barjääri.

 

Stomataalsetes kaitserakkudes viib flg22 käivitatud signaalirada ROS-i ja sekundaarse lämmastikoksiidi sünergilise akumuleerumiseni, käivitades kaaliumioonide väljavoolu ja osmootse rõhu languse, mis kutsub esile stomati sulgemise. See "stomataalse immuunsuse" efekt takistab füüsiliselt bakteritel tungimast lehtede sisemusse stoomi kaudu, olles taime esimene füüsiline kaitseliin lehtede patogeenide vastu. Kui puhastatud flg22 rakendatakse eksogeenselt, ei nõua protsess patogeenide esinemist, võimaldades teadlastel uurida immuunsignalisatsiooni radu steriilsetes tingimustes.

Lisaks kohalikele kaitsereaktsioonidele võib flg22 taimedes esile kutsuda ka süsteemse omandatud resistentsuse. Kui lehed tajuvad kohapeal flg22 signaale, lähevad ka kaugemal asuvad töötlemata lehed "valvsusse", näidates tugevamat vastupanu järgmistele patogeenirünnakutele. Põllumajandustootmises on see avastus tekitanud kontseptsiooni "immuunsuse indutseerijad"-, mis kasutavad esilekutsujaid, nagu flg22, et kutsuda põllukultuurid varem kaitseseisundisse, vähendades keemiliste pestitsiidide kasutamist.

Taimede mudeluuringute molekulaarne etalon

Kõige küpsem ja kõige paremini{0}}toetatud rakendusFlagelin 22 TFAon "kuldstandardi" agonist taimede kaasasündinud immuunsuse uuringutes. Mudeltaimes Arabidopsis thaliana on flg22-ravist saanud standardiseeritud võrdlusalus mudel-käivitatud immuunsuse uurimisel. Tavaliselt hindavad teadlased immuunvastuste tugevust taimekudedes, mõõtes reaktiivsete hapnikuliikide purskeid, MAPK fosforüülimise taset või kaitsegeenide ekspressioonitasemeid. See patogeenivaba

 

Põllukultuuride immuunsuse parandamise rakendusuuringutes on flg22 ka võimas sõelumisvahend resistentsuse hindamiseks. Võrreldes reaktiivsete hapnikuliikide purunemise intensiivsust pärast flg22-ga töötlemist erinevates taimesortides või genotüüpides, saavad aretajad kiiresti sõeluda tugevama immuunsusega sorte. 2025. aasta uuring, milles kasutati soola-tolerantsete suhkrupeediliinide skriinimiseks töötlemist flg22, näitas, et eksogeenne flg22 eeltöötlus aktiveeris suhkrupeedi lehtedes proliini biosünteesi raja. Proliini akumuleerumine aitab säilitada raku osmootse rõhu tasakaalu ja eemaldada vabu radikaale, vähendades seeläbi oluliselt soolastressi pärssivat toimet taimede kasvule. See avastus laiendab flg22 rakendust lihtsast "kaitseindutseerijast" uude dimensiooni: "abiootilise stressi vastu kaitsvaks aineks".

 

Lämmastiku toitumise ja immuunsuse{0}}distsiplinaarsetes uuringutes on flg22 ka standardne võrdlusalus kaitse aktiveerimisel. Ajakirjas Plant Cell Reports 2026. aastal avaldatud uuring näitas, et madala lämmastiku stressi korral on flg22{5}}indutseeritud reaktiivsete hapnikuliikide purunemine ja jasmoonhappele reageerivate geenide ekspressioon kurgilehtedes oluliselt alla surutud. Kui lisati eksogeenset flg22, paranes kaitsereaktsioon madala lämmastiku tingimustes märkimisväärselt, samas kui taimede üldine kasvustaatus ja lämmastiku kasutamise efektiivsus paranesid. See näitab, et flg22 võib osaliselt kompenseerida toitainete stressist põhjustatud immuunpuudulikkust ja sellel on paljulubavad rakendused säästvas põllumajanduses, mis vähendab väetise sisendit.

 

Molekulaarsete interaktsioonide üksikasjalikul tuvastamisel on flg22 ka asendamatu konkurentsivõimeline sihtmärk. Lahendades FLS2-flg22 kompleksi kolmemõõtmelise konfiguratsiooni struktuuribioloogia tehnikate abil, tuvastasid teadlased mitte ainult peamised aminohappejäägid, mis tuvastasid flg22, vaid paljastasid ka BAK1 kui kaasretseptori molekulaarse mehhanismi. 2025. aasta murranguline uuring kasutas fluor-19 NMR-spektroskoopiat, et jälgida flg22 ja FLS2 seondumiskineetikat erinevatel temperatuuridel, avastades, et FLS2 äratundmistaskul on konformatsiooniline paindlikkus, mis võimaldab retseptoril säilitada tundlikkust flg22 suhtes laias temperatuurivahemikus. Need fundamentaalsed leiud pakuvad molekulaarseid sihtmärke põllukultuuride haiguste resistentsuse aretamiseks ja pakuvad ratsionaalseid disainipõhimõtteid laiema spektriga sünteetiliste immuunindutseerijate kavandamiseks.

 

Flagelin 22 TFAon kasutatud ka "immuunmälu" fenomeni uurimiseks. Arabidopsises, kui taimi stimuleeriti eelnevalt madala kontsentratsiooniga flg22 ja seejärel sekundaarselt -tungitati mitu päeva hiljem kõrge kontsentratsiooniga flg22 või patogeene, oli taime kaitsereaktsioon kiirem ja intensiivsem kui töötlemata kontrollrühmal. Seda nähtust tuntakse kui "kaitsetundlikkust". Seda mudelit kasutades avastasid teadlased mitmeid kromatiini{7}}modifitseerivaid tegureid, mis reguleerivad immuunmälu, pakkudes molekulaarseid vihjeid, et mõista, kuidas taimed minevikuohte "mäletavad".

Immuunadjuvantide ja loomatervise valdkonnaülesed-rakendused

Tulemused näitasid, et flg22 suukaudne manustamine suurendas märkimisväärselt sekretoorse immunoglobuliini A (sIgA) taset jejunaalses limaskestas. sIgA on limaskesta immuunsüsteemi peamine efektormolekul, mis on võimeline neutraliseerima patogeene ja takistama nende adhesiooni sooleepiteelirakkudega. Salmonellaga nakatumise katsetes näitasid flg22-ga eeltöödeldud broilerid märkimisväärselt paremat ellujäämismäära, kiiremat kehakaalu taastumist ja oluliselt vähenenud salmonellasisaldust väljaheites. See tulemus mitte ainult ei kinnita flg22 immuunsust

Loomasöötade tasemel näitasid flg22-ga töödeldud broilerid paremaid söödade muundamise suhteid ja igapäevast kaalutõusu. Seerumi uurea lämmastiku tase 20-päevastel broileritel vähenes märkimisväärselt, samas kui valgu ja albumiini üldsisaldus tõusis, mis näitab, et flg22 võib parandada valkude metaboolset kasutamist. flg22 muutis ka soolestiku mikrobiota koostist, suurendades Firmicutes'i ja Bacteroidetes'i suhet, mis on positiivses korrelatsioonis sööda efektiivsuse paranemisega. Need leiud viitavad sellele, et flg22 ei ole mitte ainult immuunsüsteemi aktivaator, vaid ka potentsiaalne funktsionaalne söödalisand, mis parandab loomade üldist tervist ja tootmist.

 

TaotlusFlagelin 22 TFAveterinaarvaktsiinides on samuti tähelepanuväärne. Kuna flg22 on ise patogeeniga{2}}seotud molekulaarmuster, võib see erinevates peremeesrakkudes otseselt aktiveerida mustrituvastuse retseptoreid. Vaktsiinipreparaatides võib flg22 toimida "ohusignaalina", et suurendada antigeenide immunogeensust. Teadlased segasid inaktiveeritud salmonellat flg22-ga, et luua inaktiveeritud vaktsiin ja leidsid, et võrreldes ainult inaktiveeritud bakterite kasutamisega oli vaktsiinirühmal, millele oli lisatud flg22, pärast immuniseerimist kõrgem seerumi -spetsiifiliste antikehade tiiter ja pärast nakatamist suurenes kaitse umbes 30%. See tulemus näitab, et flg22-l on potentsiaal toimida uudse vaktsiini adjuvandina, mis sobib eriti hästi kodulindude ja muude majanduslikult oluliste loomade intensiivseks kasvatamiseks.

 

Lõpuks, toiduohutuse ja mikrobioloogiliste testide valdkonnas on flg22 laienenud traditsioonilistest taimeimmunoloogiauuringutest loomade ja inimeste soolestiku tervise uurimisplatvormidele. Flg22 koos kultiveerimine inimese soole organoididega võimaldab hinnata bakteriaalsete toodete mõju limaskesta barjääri funktsioonile. Kuna FLS2 retseptor on taimespetsiifiline- ja sellel puuduvad homoloogid imetajarakkudes, on flg22 otsene stimuleeriv toime loomarakkudele piiratud. See selgitab, miks broilerikatsetes täheldatud flg22 efekt keskendub peamiselt epiteelibarjääri ja immuunrakkude kaudsele reguleerimisele, mitte FLS2-sarnaste signaaliradade otsesele aktiveerimisele. Loomade immuunsuse reguleerimine flg22 poolt sõltub tõenäoliselt selle kaudsest koostoimest soolestiku mikrobiota või antigeeni esitlevate rakkudega; see mehhanism nõuab täiendavat selgitamist.

Järeldus

Flagelin 22 TFA oma ainulaadse lineaarse 22{4}}peptiidist konserveerunud karkassiga loob põhimehhanismi FLS2/BAK1 retseptori aktiveerimiseks, PTI immuunsignaali kaskaadiks ja mitmetasandiliseks kaitsereaktsiooniks. See võimaldab laia spektriga-resistentsust haigustele põllukultuurides, puu- ja juurviljade säilitamises ning rakendamist teadusuuringutes, muutes selle taimede immuunsüsteemi indutseerijate võrdlusaluseks. Molekulaarsel struktuuritasandil panevad N--otsa retseptorit siduv motiiv, vahepealne signaali linkeri piirkond, C-otsa membraani ankurdusstruktuur ja TFA soola moodustumise solubiliseerimine struktuurse aluse selle kõrgele aktiivsusele, kõrgele stabiilsusele ja heale vees lahustuvusele.

 

Xi'an Faithful BioTech Co., Ltd. kutsub südamest tööstuse spetsialiste tutvuma meie erakordseteFlagelin 22 TFAtootmisvõimalused ja terviklikud B2B lahendused. Meie farmaatsiatooted on suurepärase kvaliteediga, konkurentsivõimelise hinnaga ja neid pakutakse usaldusväärse ülemaailmse kohaletoimetamisega väljakujunenud-turustusvõrgu kaudu. Palun võtke ühendust meie meeskonnaga (allen@faithfulbio.com), et taotleda näidiseid ja arutada teie konkreetsetele vajadustele kohandatud koostislahendusi. Xi'an Faithful BioTech on pühendunud tipptasemele, asjakohaste eeskirjade rangele järgimisele ja professionaalsele klienditoele, püüdes pakkuda teile erakordset kogemust.

Viited

1. BenchChem. (2026). Flagellin 22 (flg22) TFA soola tehniline andmeleht.
2. Bojun Lu et al. (2016). Kaitsereaktsioonid Saccharina japonica (Phaeophyta) naiste gametofüütides, mis on indutseeritud flg22-st pärinevate peptiidide poolt. Journal of Applied Phycology, 28(3), 1723-1732.
3. Chai, Y. ja Jin, H. (2025). FLS2 / BAK1 retseptori kompleksi aktiveerimine ja PTI signaalimine taimede immuunsuses. Taimebioloogia aastaülevaade, 76, 589-615.
4. InvivoChem. (2025). Flagelin 22 TFA (V77011) tootejuhend.
5. MedChemExpress. (2025). Flagelin 22 (TFA) (HY-P1568A-5mg) bioaktiivsuse protokoll.
6. SB-PEPTID. (2026). Flagellin 22 (flg22) spetsifikatsioonileht.
7. Zipfel, C. et al. (2004). Bakteriaalne esilekutsuja flagelliin aktiveerib Arabidopsis FLS2 retseptorkinaasi. Nature, 428 (6984), 764-767.