Systemin과 식물 활성 산소종 사이의 상호 작용은 무엇입니까?
식물 생물학 영역에서 신호 전달 경로와 분자 상호 작용의 복잡한 웹은 계속해서 연구자와 업계 관계자 모두를 매료시키고 있습니다. 저는 Systemin 공급업체로서 Systemin과 식물 활성산소종(ROS) 사이의 복잡한 관계를 이해하려는 관심이 높아지는 것을 직접 목격했습니다. 이 블로그 게시물에서 우리는 이러한 상호 작용의 세부 사항을 자세히 살펴보고 식물 방어, 성장 및 발달에 대한 중요성을 탐구할 것입니다.
Systemin: 식물 신호 전달의 핵심 플레이어
시스테민은 토마토 식물의 전신 상처 반응에 중요한 역할을 하는 잘 알려진 식물 펩티드 호르몬입니다. 1990년대에 발견된 Systemin은 더 큰 전구체 단백질인 prosystemin에서 파생됩니다. 예를 들어 곤충의 약식이나 기계적 손상으로 인해 식물이 상처를 입으면 시스테민은 아포플라스트(apoplast)로 방출됩니다. 그런 다음 이웃 세포 표면의 특정 수용체에 결합하여 일련의 신호 이벤트를 촉발합니다.
Systemin이 수용체에 결합하면 일련의 세포 내 신호 전달 경로가 활성화됩니다. 초기 단계 중 하나는 MAPK(미토겐 활성화 단백질 키나제)의 활성화와 관련됩니다. 이들 키나제는 다양한 하류 표적을 인산화하여 방어 관련 유전자의 전사 활성화를 유도합니다. 시스테민에 의해 유도된 유전자는 종종 프로테아제 억제제 생산에 관여하는데, 이는 초식동물의 소화를 방해하여 초식동물을 억제할 수 있습니다.
식물의 활성 산소 종
활성산소종은 과산화물 음이온(O2⁻), 과산화수소(H2O2), 수산화라디칼(·OH)을 포함하는 반응성이 높은 분자입니다. 식물에서 ROS는 광합성 및 호흡과 같은 정상적인 대사 과정의 부산물로 생성됩니다. 그러나 다양한 생물적, 비생물적 스트레스에 반응하여 생산이 크게 향상될 수도 있습니다.
정상적인 조건에서 식물은 ROS 수준의 균형을 유지하기 위해 잘 발달된 항산화 방어 시스템을 가지고 있습니다. 이 시스템에는 SOD(과산화물 제거효소), CAT(카탈라아제), APX(아스코르베이트 과산화효소)와 같은 효소뿐만 아니라 아스코르브산 및 글루타티온과 같은 비효소 항산화제가 포함됩니다. 식물이 스트레스에 노출되면 ROS의 생성이 항산화 시스템의 용량을 초과하여 산화 스트레스를 유발할 수 있습니다.
Systemin과 ROS 간의 상호 작용
Systemin에 의해 촉발된 ROS 생산
Systemin과 ROS 사이의 가장 중요한 상호 작용 중 하나는 Systemin이 식물 세포에서 ROS 생성을 유도하는 능력입니다. Systemin이 수용체에 결합하면 궁극적으로 NADPH 산화효소의 활성화로 이어지는 신호 전달 계통이 활성화됩니다. 이 효소는 원형질막에서 과산화물 음이온 생성을 담당합니다. 초과산화물 음이온은 SOD에 의해 신속하게 과산화수소로 전환됩니다.
Systemin에 반응하여 ROS를 생성하는 것은 식물 방어 메커니즘의 중요한 부분입니다. ROS는 침입하는 병원체의 막과 거대분자를 직접적으로 손상시킬 수 있습니다. 또한 신호 분자 역할을 하여 하류 방어 관련 유전자의 활성화를 촉발할 수도 있습니다. 예를 들어, 과산화수소는 세포막을 통해 확산되어 프로테아제 억제제 및 기타 방어 단백질을 코딩하는 유전자의 발현에 관여하는 전사 인자를 활성화할 수 있습니다.
ROS - Systemin 신호의 중재된 규제
반면 ROS는 Systemin 신호 전달 경로를 조절할 수도 있습니다. 높은 수준의 ROS는 Systemin 신호 전달 경로의 구성 요소를 포함하여 세포의 단백질과 지질에 산화 손상을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, ROS는 단백질의 시스테인 잔기를 산화시켜 구조와 기능을 변화시킬 수 있습니다. 이는 Systemin 신호전달과 관련된 단백질의 활성을 강화하거나 억제할 수 있습니다.
어떤 경우에는 ROS가 Systemin 신호 전달의 긍정적인 조절자 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어, 낮은 수준의 과산화수소는 Systemin 신호 전달 계통의 핵심 구성 요소인 MAPK의 인산화를 향상시킬 수 있습니다. 이는 방어 관련 유전자의 보다 강력한 활성화로 이어질 수 있습니다. 그러나 과도한 ROS 생산은 Systemin 신호 전달에 부정적인 영향을 미칠 수도 있습니다. 산화 스트레스는 신호 전달 단백질을 비활성화시켜 방어 반응을 방해할 수 있습니다.
전신 신호 전달의 역할
Systemin과 ROS 사이의 상호 작용은 식물의 전신 신호 전달에도 중요합니다. 식물이 상처를 입을 때 Systemin과 ROS의 국소 생산은 식물의 상처가 없는 부분에서 전신 반응을 촉발할 수 있습니다. ROS는 아포플라스트(apoplast)와 심플라스트(symplast)를 통해 이웃 세포로 확산되는 이동 신호로 작용할 수 있습니다. 또한 자스몬산과 같은 다른 신호 분자의 생성을 유도하여 전신 방어 반응을 더욱 증폭시킬 수 있습니다.
식물 건강 및 농업에 대한 시사점
Systemin과 ROS 간의 상호 작용을 이해하는 것은 식물 건강과 농업에 중요한 영향을 미칩니다. Systemin - ROS 신호 전달 경로를 조작함으로써 해충과 질병에 대한 식물의 자연 방어 메커니즘을 강화하는 것이 가능할 수 있습니다. 예를 들어, Systemin의 외인성 적용 또는 Systemin 신호 전달의 활성화는 초식 동물로부터 작물을 보호하기 위한 전략으로 사용될 수 있습니다.
더욱이, Systemin과 ROS 사이의 상호 작용은 비생물적 스트레스에 대한 식물의 내성을 향상시키기 위해 활용될 수도 있습니다. ROS는 생물학적 및 비생물적 스트레스 반응 모두에 관여하기 때문에 Systemin - ROS 경로의 활성화는 식물이 가뭄, 염분 및 극한 온도와 같은 환경 문제에 더 잘 대처하는 데 도움이 될 수 있습니다.
우리 제품과 관련성
Systemin 공급업체로서 우리는 연구 및 농업 응용 분야를 위한 고품질 제품을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 당사의 Systemin 펩타이드는 생물학적 활성을 보장하기 위해 신중하게 합성 및 정제되었습니다. Systemin 외에도 우리는 식물의 신호 전달 경로를 연구하는 데 사용할 수 있는 다양한 관련 펩타이드도 제공합니다.
예를 들어, 우리는단백질 키나제 C (19 - 36)이는 Systemin 신호 전달 계통에서 단백질 키나아제의 역할을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 우리의SCPA 펩타이드Systemin과 다른 신호 분자 간의 상호 작용을 연구하는 데에도 관련이 있을 수 있습니다. 그리고물질 P(2 - 11)/데카 - 물질 P식물에서 펩타이드 매개 신호 전달의 더 넓은 맥락을 이해하는 도구로 사용될 수 있습니다.
조달 문의
당사의 Systemin 제품이나 관련 펩타이드에 관심이 있으시면 조달 및 추가 논의를 위해 당사에 연락하시기 바랍니다. 우리 전문가 팀은 귀하의 연구 또는 농업 요구 사항을 지원할 준비가 되어 있습니다. 귀하가 식물 신호 전달의 기본 메커니즘을 연구하려는 식물 생물학자이든, 작물 보호를 위한 혁신적인 솔루션을 찾는 농부이든 관계없이 당사는 귀하를 지원할 제품과 지식을 보유하고 있습니다.
참고자료
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