Flagelin 22 TFA(CAS 304642-91-9), z molekulsko formulo C₉₃H₁₆₂N₃₂O₃₄ in molekulsko maso 2272,48, je v čistem stanju bel prah. Je trifluoroacetatna sol visoko ohranjenega 22-aminokislinskega fragmenta na N-koncu bakterijskega flagelina, ki pripada značilnemu patogenu-povezanemu molekularnemu vzorcu. Njegovo aminokislinsko zaporedje je Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg-Ile-Asn{{19} }Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly-Leu-Gln-Ile-Ala. Flagelin 22 TFA kot referenčni induktor rastlinske imunske aktivacije sproži rastlinski imunski odziv PTI s specifično aktivacijo receptorskega kompleksa FLS2/BAK1. Ima prednosti močne imunske aktivacije, visoke stabilnosti in brez ostankov v okolju ter se pogosto uporablja v rastlinski patologiji, vzreji ter raziskavah in razvoju novih bioloških pesticidov.
Najmanjši aktivni fragment flagelina
Flagelin 22 TFAje sintetično proizveden linearni 22-aminokislinski peptid, ki se nahaja v najbolj ohranjeni N-terminalni regiji bakterijskega flagelina. Nima sekundarnega/terciarnega zvijanja in ima prilagodljivo linearno konformacijo verige, kar omogoča natančno prepoznavanje membranskih receptorjev rastlinskih celic in aktivacijo imunskih signalov.
Njegovo primarno zaporedje ima jasno definirane funkcionalne regije: N-terminalna Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg regija je vezavna regija jedra receptorja, bogata s polarnimi in bazičnimi aminokislinami, ki se lahko neposredno interkalirajo v zunajcelično z levcinom-bogato ponavljajočo se regijo receptorja FLS2, ki določa njegovo aktivnost imunske aktivacije; srednja regija Ile-Asn-Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly regija je stičišče signalne transdukcije, ki vsebuje motiv-bogat z aspartatom, ki pomaga pri konformacijskih spremembah v receptorskem kompleksu in sproži znotrajcelično signalizacijo; regija C-terminal Leu-Gln-Ile-Ala je stabilna sidrna regija, kjer hidrofobne aminokisline povečajo adhezijo peptidov na celično membrano in tako podaljšajo trajanje delovanja.
Fizikalno-kemijske lastnosti in značilnosti-tvorbe soli so zelo združljive z zahtevami uporabe: oblika soli TFA znatno izboljša topnost v vodi, kar je veliko boljše od prostih peptidov, zaradi česar je primerna za različne metode nanašanja, kot sta škropljenje po listih in namakanje korenin; tališče > 220 stopinj, lahko se hrani pri sobni temperaturi v zaprtem, svetlo-zaščitenem okolju 24 mesecev in ostane stabilno 3 leta po ponovnem pakiranju pri -20 stopinjah; je odporen na kisline, alkalije in običajne pesticide ter kaže odlično stabilnost na terenu; čistost aktivne farmacevtske sestavine lahko doseže več kot 98 %, s posameznimi nečistočami < 0,5 % in vlago < 0,2 %, kar ustreza standardom farmakopeje za peptidne pripravke.
V primerjavi z naravnim proteinom flagelinom (približno 50 kDa) je majhna-molekulska linearna 22-peptidna strukturaFlagelin 22 TFAima tri glavne prednosti: ni imunogenosti in ga rastline ne bodo očistile kot tujega proteina; odpornost na razgradnjo proteaze, z razpolovno-dobo 7–14 dni v listih ali tleh; in preprosta sinteza, s skupnim izkoristkom do 70 % pri sintezi peptidov v trdni-fazi in čistostjo dosledno nad 98 %, zaradi česar je primeren za-industrijsko proizvodnjo velikega obsega.
Proces sinteze v trdni-fazi uporablja zaščitno strategijo Fmoc: z uporabo amidne smole Rink kot nosilca so Fmoc-zaščitene aminokisline zaporedno sklopljene od C-konca do N-konca. Po cepitvi in odstranitvi zaščite se aminokisline očistijo z reverzno-fazno visoko{6}}tekočinsko kromatografijo (RP-HPLC), nato nasolijo s trifluoroocetno kislino in zamrznejo-sušijo, da dobijo končni produkt. Ta postopek olajša odstranjevanje nečistoč, kaže dobro stabilnost serije in omogoča proizvodnjo v-kilogramskem obsegu, ki izpolnjuje-potrebe kmetijstva in znanstvenih raziskav.
Pet strukturnih značilnosti-linearno 22-peptidno ogrodje, vezavni motiv N-terminalnega receptorja-, vmesna povezovalna regija signala, C-terminalna struktura sidranja membrane in tvorba soli TFA za solubilizacijo predstavljajo glavne prednosti Flagelin 22 TFA: visoka učinkovitost pri imunski aktivaciji, dobra voda topnost, stabilno skladiščenje in enostavna sinteza za množično proizvodnjo. To postavlja molekularne temelje za njegovo uporabo pri indukciji in biokontroli rastlinskega imunskega sistema.
Logika imunske iniciacije, ki jo prepozna FLS2
Glavni mehanizem delovanjaFlagelin 22 TFAtemelji na zelo specifičnem prepoznavanju flg22 s strani receptorja FLS2 na membrani rastlinske celice. Arabidopsis thaliana FLS2 je receptor-podobna kinaza, bogata s ponovitvami levcina, sestavljena iz zunajcelične domene, transmembranske domene in znotrajcelične domene kinaze. Ko se 22 aminokislin flg22 veže na zunajcelično domeno FLS2, receptor nemudoma dimerira in rekrutira drug ko-receptor, BAK1, da tvori aktivni kompleks. Sestavljanje kompleksa FLS2-BAK1 pomeni uradni "alarm" imunskega sistema rastlin.
V trenutku aktivacije receptorja je znotrajcelična kinazna domena FLS2 podvržena avtofosforilaciji, kar sproži kaskado znotrajcelične signalne transdukcije. Eden od zgornjih efektorjev je NADPH oksidaza RBOHD. Po aktivaciji RBOHD prenese elektrone iz citoplazemskega NADPH v zunajcelični molekularni kisik na plazemski membrani, pri čemer nastanejo superoksidni anioni. Te superoksidne anione superoksid dismutaza hitro disproporcionira v vodikov peroksid, kar tvori "prvi izbruh" reaktivnih kisikovih vrst. Ta izbruh, ki ga je mogoče zaznati v nekaj minutah po zdravljenju s flg22, predstavlja najhitreje-odzivni celični dogodek v imunskem sistemu rastline.
Izbruh reaktivnih kisikovih vrst (ROS) sproži več signalnih poti v smeri toka, vključno s kaskado proteinske kinaze, aktivirane z mitogen-, dotokom kalcijevih ionov in aktivacijo od kalcija-odvisnih protein kinaz (MAPK). Aktivacija signalne poti MAPK dodatno ojača obrambne signale, kar končno vodi do transkripcijskega reprogramiranja obrambno{3}}povezanih genov znotraj jedra. Transkriptomski podatki kažejo, da lahko zdravljenje z flg22 v nekaj urah povzroči spremembe izražanja v tisočih genih, vključno z geni, ki kodirajo proteine-povezane s patogenezo, sintaze lignina in sintaze fitoaleksina. Ti genski produkti opravljajo neposredne protibakterijske funkcije ali krepijo fizično pregrado celične stene.
V stomatalnih zaščitnih celicah signalna pot, ki jo sproži flg22, vodi do sinergističnega kopičenja ROS in sekundarnega prenašalca dušikovega oksida, kar sproži iztok kalijevih ionov in zmanjšanje osmotskega tlaka, kar povzroči zaprtje stomatov. Ta učinek "stomatalne imunosti" fizično preprečuje, da bi bakterije vdrle v notranjost lista skozi želodce in služijo kot prva fizična obrambna linija rastline pred listnimi patogeni. Ko se prečiščen flg22 uporablja eksogeno, postopek ne zahteva prisotnosti patogenov, kar raziskovalcem omogoča preučevanje imunskih signalnih poti v sterilnih pogojih.
Poleg lokalnih obrambnih odzivov lahko flg22 povzroči tudi sistemsko pridobljeno odpornost rastlin. Ko listi lokalno zaznajo signale flg22, tudi neobdelani listi dlje preidejo v "previdno stanje", kar kaže močnejšo odpornost na poznejše napade patogenov. V kmetijski proizvodnji je to odkritje spodbudilo koncept "spodbujevalcev imunskega sistema"-, ki uporabljajo elicitatorje, kot je flg22, da pridelke prej spravijo v obrambno stanje, kar zmanjša uporabo kemičnih pesticidov.
Molekularno merilo za raziskave modelnih rastlin
Najbolj zrela in dobro{0}}podprta aplikacijaFlagelin 22 TFAje "zlati standard" agonist v raziskavah prirojene imunosti rastlin. V modelni rastlini Arabidopsis thaliana je zdravljenje s flg22 postalo standardizirana referenca za proučevanje model-sprožene imunosti. Raziskovalci običajno ocenjujejo moč imunskih odzivov v rastlinskih tkivih z merjenjem izbruhov reaktivnih kisikovih vrst, ravni fosforilacije MAPK ali ravni izražanja obrambnih genov. Ta način aktivacije "brez-patogenov" odpravlja eksperimentalne motnje samih bakterij in se pogosto uporablja za pojasnitev genetske strukture imunskih signalnih poti.
V uporabnih raziskavah izboljšanja odpornosti pridelka je flg22 tudi močno presejalno orodje za ocenjevanje odpornosti. S primerjavo intenzivnosti izbruhov reaktivnih kisikovih vrst po zdravljenju s flg22 v različnih rastlinskih sortah ali genotipih lahko žlahtnitelji hitro odkrijejo sorte z močnejšo odpornostjo. Študija iz leta 2025, v kateri je bila uporabljena obdelava s flg22 za odkrivanje linij sladkorne pese, odpornih na sol, je pokazala, da je eksogena predobdelava s flg22 aktivirala pot biosinteze prolina v listih sladkorne pese. Kopičenje prolina pomaga vzdrževati ravnovesje celičnega osmotskega tlaka in loviti proste radikale, s čimer se bistveno zmanjša zaviralni učinek solnega stresa na rast rastlin. To odkritje širi uporabo flg22 s preprostega "obrambnega induktorja" na novo dimenzijo: "zaščitno sredstvo proti abiotičnemu stresu."
V med-disciplinarnih študijah prehrane in imunosti z dušikom flg22 služi tudi kot standardna referenca za aktivacijo obrambe. Študija, objavljena v Plant Cell Reports leta 2026, je pokazala, da so bili pod nizkim dušikovim stresom izbruhi reaktivnih kisikovih vrst, ki jih povzroča flg22-, in izražanje genov, ki se odzivajo na jasmonsko kislino, v listih kumar znatno zatrti. Ko je bil eksogeni flg22 dopolnjen, se je obrambni odziv v pogojih z nizko vsebnostjo dušika znatno povečal, medtem ko sta se splošno stanje rasti in učinkovitost uporabe dušika rastlin izboljšala. To kaže, da lahko flg22 delno kompenzira imunske pomanjkljivosti, ki jih povzroča stres s hranili, in ima obetavne aplikacije v trajnostnem kmetijstvu, ki zmanjšuje vnos gnojil.
Pri podrobni identifikaciji molekularnih interakcij je flg22 tudi nepogrešljiva konkurenčna tarča. Z razrešitvijo tri-dimenzionalne konfiguracije kompleksa FLS2-flg22 s tehnikami strukturne biologije raziskovalci niso le identificirali ključnih aminokislinskih ostankov, ki prepoznajo flg22, temveč so tudi razkrili molekularni mehanizem BAK1 kot ko-receptorja. Prelomna študija iz leta 2025 je uporabila NMR spektroskopijo fluora-19 za sledenje kinetike vezave flg22 in FLS2 pri različnih temperaturah, pri čemer je odkrila, da ima prepoznavni žep FLS2 konformacijsko prožnost, kar omogoča receptorju, da ohranja občutljivost na flg22 v širokem temperaturnem območju. Te temeljne ugotovitve zagotavljajo molekularne tarče za razmnoževanje odpornosti pridelkov na bolezni in ponujajo racionalna načela načrtovanja za oblikovanje sintetičnih imunskih induktorjev širšega spektra.
Flagelin 22 TFAje bil uporabljen tudi za preučevanje pojava "imunskega spomina". Pri Arabidopsisu, ko so bile rastline predhodno-stimulirane z nizkimi koncentracijami flg22 in nato nekaj dni kasneje sekundarno-izzvane z visokimi koncentracijami flg22 ali patogenov, je bil obrambni odziv rastline hitrejši in intenzivnejši kot pri neobdelani kontrolni skupini. Ta pojav je znan kot "obrambna preobčutljivost". Z uporabo tega modela so raziskovalci odkrili več faktorjev,-ki spreminjajo kromatin, ki uravnavajo imunski spomin, kar zagotavlja molekularne namige za razumevanje, kako se rastline "spomnijo" preteklih groženj.
Med-disciplinarna uporaba imunskih adjuvansov in zdravje živali
Rezultati so pokazali, da je peroralna uporaba flg22 pomembno povečala raven sekretornega imunoglobulina A (sIgA) v jejunalni sluznici. sIgA je glavna efektorska molekula imunskega sistema sluznice, ki je sposobna nevtralizirati patogene in preprečiti njihovo adhezijo na črevesne epitelijske celice. V poskusih izzivanja s salmonelo so pitovni piščanci, predhodno obdelani s flg22, pokazali znatno izboljšano stopnjo preživetja, hitrejše okrevanje teže in znatno zmanjšano količino salmonele v blatu. Ta rezultat ne le potrjuje imunsko-aktivacijski učinek flg22 pri perutnini, ampak tudi razkriva izvedljivost priročne poti peroralnega dajanja, ki ima pomembne praktične posledice za obsežno-rejo.
Na ravni prehrane živali so pitovni piščanci, zdravljeni s flg22, pokazali boljše razmerje pretvorbe krme in dnevni prirast teže. Raven dušika sečnine v serumu pri 20-dnevnih pitovnih piščancih je bila znatno znižana, medtem ko so se ravni skupnih beljakovin in albumina povečale, kar kaže, da lahko flg22 izboljša presnovno izrabo beljakovin. flg22 je moduliral tudi sestavo črevesne mikrobiote, s čimer je povečal razmerje med Firmicutes in Bacteroidetes, kar je sprememba v pozitivni korelaciji z izboljšano učinkovitostjo krme. Te ugotovitve kažejo, da flg22 ni samo imunski aktivator, ampak tudi potencialni funkcionalni krmni dodatek za izboljšanje splošnega zdravja živali in proizvodne učinkovitosti.
UporabaFlagelin 22 TFAv veterinarskih cepivih je prav tako omembe vredna. Ker je flg22 sam molekularni vzorec-povezan s patogenom, lahko neposredno aktivira receptorje za prepoznavanje vzorcev v različnih gostiteljskih celicah. V formulacijah cepiva lahko flg22 deluje kot "signal nevarnosti" za povečanje imunogenosti antigenov. Raziskovalci so zmešali inaktivirano salmonelo s flg22, da so ustvarili inaktivirano cepivo, in ugotovili, da je v primerjavi z uporabo samih inaktiviranih bakterij imela skupina cepiva z dodanim flg22 višje serum-titre specifičnih protiteles po imunizaciji in približno 30-odstotno povečanje zaščite po izzivu. Ta rezultat kaže, da ima flg22 potencial, da služi kot nov adjuvans za cepivo, še posebej primeren za intenzivno rejo perutnine in drugih gospodarsko pomembnih živali.
Nazadnje, na področju varnosti hrane in mikrobiološkega testiranja se je flg22 razširil s tradicionalnih raziskav rastlinske imunologije na raziskovalne platforme za zdravje črevesja živali in ljudi. So-gojitev flg22 s človeškimi črevesnimi organoidi omogoča oceno vpliva bakterijskih produktov na delovanje sluznice. Ker je receptor FLS2 specifičen za-rastlino in nima homologov v celicah sesalcev, je neposredni stimulativni učinek flg22 na živalske celice omejen. To pojasnjuje, zakaj je učinek flg22, opažen v poskusih s pitovnimi piščanci, osredotočen predvsem na posredno regulacijo epitelne pregrade in imunskih celic, ne pa na neposredno aktivacijo FLS2-podobnih signalnih poti. Regulacija živalske imunosti s flg22 je verjetno odvisna od njegovih posrednih interakcij s črevesno mikrobioto ali celicami, ki predstavljajo antigen; ta mehanizem zahteva nadaljnjo pojasnitev.
Zaključek
Flagelin 22 TFA s svojim edinstvenim linearnim 22-peptidno ohranjenim ogrodjem vzpostavlja osnovni mehanizem za aktivacijo receptorja FLS2/BAK1, PTI imunsko signalno kaskado in več-nivojski obrambni odziv. To omogoča -odpornost na bolezni širokega spektra pri pridelkih, konzerviranju sadja in zelenjave ter uporabo v znanstvenih raziskavah, zaradi česar je primerjalna sorta za induktorje imunosti rastlin. Na molekularni strukturni ravni so vezavni motiv N-terminalnega receptorja, vmesna povezovalna regija signala, sidrna struktura C-terminalne membrane in solubilizacija tvorbe soli TFA strukturni temelj za njegovo visoko aktivnost, visoko stabilnost in dobro topnost v vodi.
Xi'an Faithful BioTech Co., Ltd. vljudno vabi strokovnjake iz industrije, da se seznanijo z našimi izjemnimiFlagelin 22 TFAproizvodne zmogljivosti in celovite B2B rešitve. Naši farmacevtski-izdelki so vrhunske kakovosti, konkurenčne cene in na voljo z zanesljivo globalno dostavo prek dobro-uveljavljene distribucijske mreže. Obrnite se na našo ekipo (allen@faithfulbio.com), da zahtevate vzorce in razpravljate o prilagojenih formulacijskih rešitvah, prilagojenih vašim posebnim potrebam. Xi'an Faithful BioTech je zavezan odličnosti, strogi skladnosti z ustreznimi predpisi in profesionalni podpori strankam ter si prizadeva zagotoviti izjemno izkušnjo za vas.
Reference
- BenchChem. (2026). Tehnični list za sol Flagellin 22 (flg22) TFA.
- Bojun Lu, et al. (2016). Obrambni odzivi v ženskih gametofitih Saccharina japonica (Phaeophyta), ki jih povzročajo peptidi, pridobljeni iz flg22. Journal of Applied Phycology, 28 (3), 1723-1732.
- Chai, Y. in Jin, H. (2025). Aktivacija receptorskega kompleksa FLS2/BAK1 in signalizacija PTI pri imunosti rastlin. Letni pregled rastlinske biologije, 76, 589-615.
- InvivoChem. (2025). Navodila za uporabo Flagelin 22 TFA (V77011).
- MedChemExpress. (2025). Protokol bioaktivnosti flagelina 22 (TFA) (HY-P1568A-5mg).
- SB{0}}PEPTID. (2026). Tehnični list za Flagellin 22 (flg22).
- Zipfel, C., et al. (2004). Bakterijski elicitor flagelin aktivira receptorsko kinazo Arabidopsis FLS2. Narava, 428 (6984), 764-767.