Флагелин 22 ТФА(CAS 304642-91-9) с молекулярной формулой C₉₃H₁₆₂N₃₂O₃₄ и молекулярной массой 2272,48 представляет собой белый порошок в чистом виде. Это трифторацетатная соль высококонсервативного фрагмента из 22-аминокислот на N-конце бактериального флагеллина, относящегося к типичному молекулярному паттерну, связанному с патогеном. Его аминокислотная последовательность Глн-Арг-Лей-Сер-Тр-Гли-Сер-Арг-Иле-Асн{{19} }Сер-Ала-Лис-Асп-Асп-Ала-Ала-Гли-Лей-Глн-Иле-Ала. Флагелин 22 TFA, являющийся эталонным индуктором иммунной активации растений, запускает иммунный ответ PTI растений путем специфической активации рецепторного комплекса FLS2/BAK1. Он обладает преимуществами сильной иммунной активации, высокой стабильности и отсутствия остатков в окружающей среде, и широко используется в патологии растений, селекции и исследованиях и разработках новых биологических пестицидов.
Наименьший активный фрагмент флагеллина
Флагелин 22 ТФАпредставляет собой синтетически полученный линейный пептид из 22-аминокислот, расположенный в наиболее консервативной N-концевой области бактериального флагеллина. У него отсутствует вторичная/третичная складчатость, и он имеет гибкую конформацию линейной цепи, что обеспечивает точное распознавание рецепторами мембран растительных клеток и активацию иммунных сигналов.
Его первичная последовательность имеет четко определенные функциональные области: N-концевая область Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg представляет собой область связывания ядра рецептора, богатую полярными и основными аминокислотами, которые могут непосредственно интеркалироваться во внеклеточную-богатую лейцином повторяющуюся область FLS2. рецептор, определяющий его иммуноактивационную активность; средний участок Ile-Asn-Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly представляет собой область соединения сигнальной трансдукции, содержащую мотив, богатый аспартатом-, который способствует конформационным изменениям в рецепторном комплексе и инициирует внутриклеточную передачу сигналов; С-концевая область Leu-Gln-Ile-Ala представляет собой стабильную область закрепления, где гидрофобные аминокислоты усиливают адгезию пептида к клеточной мембране, продлевая продолжительность действия.
Физико-химические свойства и характеристики солеобразования-полностью соответствуют требованиям применения: солевая форма TFA значительно улучшает растворимость в воде, намного превосходя свободные пептиды, что делает ее подходящей для различных методов внесения, таких как опрыскивание листьев и корневое орошение; температура плавления > 220 градусов, может храниться при комнатной температуре в герметичной, защищенной от света-среде в течение 24 месяцев и остается стабильной в течение 3 лет после переупаковки при температуре -20 градусов; он устойчив к кислотам, щелочам и обычным пестицидам, демонстрируя превосходную стабильность в полевых условиях; чистота активного фармацевтического ингредиента может достигать более 98% при содержании отдельных примесей <0,5% и влажности <0,2%, что соответствует стандартам фармакопеи для пептидных препаратов.
По сравнению с природным белком флагеллина (приблизительно 50 кДа), небольшая-линейная 22-пептидная структура молекулыФлагелин 22 ТФАимеет три основных преимущества: не иммуногенен и не выводится растениями как чужеродный белок; устойчивость к деградации протеазами, период полу-распада в листьях и почве составляет 7–14 дней; и простой синтез с общим выходом до 70 % при твердофазном пептидном синтезе и чистотой, стабильно превышающей 98 %, что делает его пригодным для крупномасштабного-промышленного производства.
В процессе твердофазного синтеза используется стратегия защиты Fmoc: с использованием амидной смолы Ринка в качестве носителя Fmoc-защищенные аминокислоты последовательно соединяются от C-конца к N-концу. После расщепления и снятия защиты аминокислоты очищают обращенно-фазовой высокоэффективной-жидкостной хроматографией (ОФ-ВЭЖХ), затем солят трифторуксусной кислотой и сублимируют-сушкой для получения конечного продукта. Этот процесс облегчает удаление примесей, демонстрирует хорошую стабильность партии и позволяет производить килограммовые-масштабы, удовлетворяющие крупномасштабные потребности-сельского хозяйства и научных исследований.
Пять структурных особенностей:-линейный 22-пептидный остов, мотив связывания N-концевого рецептора-, промежуточная сигнальная линкерная область, C-концевая мембранная структура для закрепления и образование солей TFA для солюбилизации составляют основные преимущества Flagelin 22 TFA: высокая эффективность иммунной активации, хорошая растворимость в воде, стабильное хранение и легкий синтез для набора массы. производство. Это закладывает молекулярную основу для его применения в индукции иммунитета растений и биоконтроле.
Логика инициации иммунитета, распознаваемая FLS2
Основной механизм действияФлагелин 22 ТФАоснован на высокоспецифичном распознавании flg22 рецептором FLS2 на мембране растительной клетки. Arabidopsis thaliana FLS2 представляет собой рецептор-подобную киназу, богатую лейциновыми повторами и состоящую из внеклеточного домена, трансмембранного домена и внутриклеточного киназного домена. Когда 22 аминокислоты flg22 связываются с внеклеточным доменом FLS2, рецептор немедленно димеризуется и привлекает другой ко-рецептор, BAK1, для образования активного комплекса. Сборка комплекса FLS2-BAK1 знаменует собой официальную «тревогу» иммунной системы растений.
В момент активации рецептора внутриклеточный киназный домен FLS2 подвергается аутофосфорилированию, запуская каскад внутриклеточной передачи сигнала. Одним из вышестоящих эффекторов является НАДФН-оксидаза RBOHD. После активации RBOHD переносит электроны от цитоплазматического НАДФН к внеклеточному молекулярному кислороду на плазматической мембране, генерируя супероксид-анионы. Эти супероксидные анионы быстро диспропорционируются супероксиддисмутазой до перекиси водорода, образуя «первый всплеск» активных форм кислорода. Этот всплеск, обнаруживаемый в течение нескольких минут после обработки flg22, представляет собой самое быстродействующее клеточное событие в иммунной системе растения.
Выброс активных форм кислорода (АФК) запускает несколько последующих сигнальных путей, включая митоген-активируемый каскад протеинкиназ, приток ионов кальция и активацию кальций-зависимых протеинкиназ (МАРК). Активация сигнального пути МАРК еще больше усиливает защитные сигналы, что в конечном итоге приводит к транскрипционному перепрограммированию генов, связанных с защитой-в ядре. Данные транскриптомии показывают, что обработка flg22 может в течение нескольких часов вызывать изменения экспрессии тысяч генов, включая гены, кодирующие белки, связанные с патогенезом, лигнин-синтазы и фитоалексин-синтазы. Эти генные продукты выполняют прямые антибактериальные функции или укрепляют физический барьер клеточной стенки.
В замыкающих клетках устьиц сигнальный путь, запускаемый flg22, приводит к синергическому накоплению АФК и вторичного посредника оксида азота, вызывая отток ионов калия и снижение осмотического давления, вызывая закрытие устьиц. Этот эффект «устьичного иммунитета» физически предотвращает проникновение бактерий во внутреннюю часть листа через устьица, служа первой физической линией защиты растения от лиственных патогенов. Когда очищенный flg22 применяется экзогенно, процесс не требует присутствия патогенов, что позволяет исследователям изучать пути передачи иммунных сигналов в стерильных условиях.
Помимо местных защитных реакций, flg22 может также вызывать системную приобретенную устойчивость у растений. Когда листья локально воспринимают сигналы flg22, необработанные листья, расположенные дальше, также переходят в «состояние бдительности», демонстрируя более сильную устойчивость к последующим атакам патогенов. В сельскохозяйственном производстве это открытие привело к появлению концепции «иммунных индукторов»-, использующих элиситоры, такие как flg22, для более раннего перевода сельскохозяйственных культур в защитное состояние, сокращая использование химических пестицидов.
Молекулярный тест для исследования модельных растений
Самое зрелое и хорошо поддерживаемое-приложениеФлагелин 22 ТФАявляется «золотым стандартом» агониста в исследованиях врожденного иммунитета растений. На модельном растении Arabidopsis thaliana обработка flg22 стала стандартным эталоном для изучения модельного-иммунитета. Исследователи обычно оценивают силу иммунных ответов в тканях растений путем измерения выбросов активных форм кислорода, уровней фосфорилирования МАРК или уровней экспрессии защитных генов. Этот «безпатогенный» режим активации исключает экспериментальное вмешательство со стороны самих бактерий и широко используется для выяснения генетической структуры иммунных сигнальных путей.
В прикладных исследованиях по улучшению иммунитета сельскохозяйственных культур flg22 также является мощным инструментом скрининга для оценки устойчивости. Сравнивая интенсивность выбросов активных форм кислорода после обработки flg22 у разных сортов или генотипов растений, селекционеры могут быстро отобрать сорта с более сильным иммунитетом. Исследование 2025 года с использованием обработки flg22 для скрининга солеустойчивых линий сахарной свеклы показало, что экзогенная предварительная обработка flg22 активирует путь биосинтеза пролина в листьях сахарной свеклы. Накопление пролина помогает поддерживать баланс осмотического давления в клетках и удалять свободные радикалы, тем самым значительно снижая ингибирующее влияние солевого стресса на рост растений. Это открытие расширяет применение flg22 от простого «защитного индуктора» до нового измерения: «защитного агента от абиотического стресса».
В междисциплинарных исследованиях азотистого питания и иммунитета flg22 также служит стандартным эталоном для активации защиты. Исследование, опубликованное в журнале Plant Cell Reports в 2026 году, показало, что при низком азотном стрессе flg22-индуцирует всплески активных форм кислорода и экспрессия генов, чувствительных к жасмоновой кислоте, в листьях огурца значительно подавляется. Когда был добавлен экзогенный flg22, защитная реакция в условиях низкого содержания азота значительно усиливалась, в то время как общий статус роста и эффективность использования азота растениями улучшались. Это указывает на то, что flg22 может частично компенсировать иммунную недостаточность, вызванную дефицитом питательных веществ, и имеет многообещающие применения в устойчивом сельском хозяйстве, которое снижает расход удобрений.
При детальной идентификации молекулярных взаимодействий flg22 также является незаменимой конкурентной мишенью. Разрешив трехмерную конфигурацию комплекса FLS2-flg22 с помощью методов структурной биологии, исследователи не только идентифицировали ключевые аминокислотные остатки, узнающие flg22, но также раскрыли молекулярный механизм BAK1 как ко-рецептора. В революционном исследовании 2025 года использовалась ЯМР-спектроскопия фтора-19 для отслеживания кинетики связывания flg22 и FLS2 при разных температурах, обнаружив, что карман распознавания FLS2 обладает конформационной гибкостью, позволяя рецептору сохранять чувствительность к flg22 в широком диапазоне температур. Эти фундаментальные открытия обеспечивают молекулярные мишени для селекции растений, устойчивых к болезням, и предлагают рациональные принципы разработки синтетических индукторов иммунитета более широкого спектра действия.
Флагелин 22 ТФАтакже использовался для изучения феномена «иммунной памяти». У Arabidopsis, когда растения были предварительно-стимулированы низкими концентрациями flg22, а затем вторично-заражены высокими концентрациями flg22 или патогенами через несколько дней, защитная реакция растения была более быстрой и интенсивной, чем у необработанной контрольной группы. Это явление известно как «защитная сенсибилизация». Используя эту модель, исследователи обнаружили несколько факторов,-модифицирующих хроматин, которые регулируют иммунную память, что дает молекулярные подсказки для понимания того, как растения «помнит» прошлые угрозы.
Междисциплинарное-применение иммунных адъювантов и здоровье животных
Результаты показали, что пероральное введение flg22 значительно повышало уровень секреторного иммуноглобулина А (sIgA) в слизистой оболочке тощей кишки. sIgA — основная эффекторная молекула иммунной системы слизистой оболочки, способная нейтрализовать патогены и предотвратить их адгезию к эпителиальным клеткам кишечника. В экспериментах по заражению сальмонеллой бройлеры, предварительно обработанные flg22, показали значительно улучшенную выживаемость, более быстрое восстановление веса и значительно сниженную нагрузку сальмонеллы в фекалиях. Этот результат не только подтверждает иммуноактивирующий эффект flg22 у домашней птицы, но также показывает возможность удобного пути перорального введения, что имеет важное практическое значение для крупномасштабного сельского хозяйства.
На уровне питания животных бройлеры, получавшие flg22, демонстрировали лучшие коэффициенты конверсии корма и ежедневный привес. Уровни азота мочевины в сыворотке у 20-бройлеров в возрасте 20 дней были значительно снижены, в то время как уровни общего белка и альбумина увеличились, что указывает на то, что flg22 может улучшить метаболическое использование белка. flg22 также модулирует состав кишечной микробиоты, увеличивая соотношение Firmicutes и Bacteroidetes, и это изменение положительно коррелирует с повышением эффективности корма. Эти результаты позволяют предположить, что flg22 является не только иммунным активатором, но и потенциальной функциональной кормовой добавкой для улучшения общего состояния здоровья животных и производственных показателей.
ПрименениеФлагелин 22 ТФАв ветеринарных вакцинах также заслуживает внимания. Поскольку flg22 сам по себе является молекулярным паттерном,-связанным с патогеном, он может напрямую активировать рецепторы распознавания образов в различных клетках-хозяевах. В составах вакцин flg22 может действовать как «сигнал опасности», повышая иммуногенность антигенов. Исследователи смешали инактивированную сальмонеллу с flg22, чтобы создать инактивированную вакцину, и обнаружили, что по сравнению с использованием только инактивированных бактерий, группа вакцин с добавленным flg22 имела более высокие титры сывороточных-специфических антител после иммунизации и увеличение защиты примерно на 30 % после заражения. Этот результат указывает на то, что flg22 потенциально может служить новым вакцинным адъювантом, особенно подходящим для интенсивного выращивания птицы и других экономически важных животных.
Наконец, в области безопасности пищевых продуктов и микробиологических испытаний flg22 расширился от традиционных исследований в области иммунологии растений до исследовательских платформ по здоровью кишечника животных и человека. Совместное культивирование flg22 с органоидами кишечника человека позволяет оценить влияние бактериальных продуктов на барьерную функцию слизистой оболочки. Поскольку рецептор FLS2 специфичен для растений и не имеет гомологов в клетках млекопитающих, прямое стимулирующее действие flg22 на клетки животных ограничено. Это объясняет, почему эффект flg22, наблюдаемый в экспериментах на бройлерах, в первую очередь направлен на непрямую регуляцию эпителиального барьера и иммунных клеток, а не на прямую активацию FLS2-подобных сигнальных путей. Регуляция иммунитета животных с помощью flg22, вероятно, основана на его непрямом взаимодействии с микробиотой кишечника или антигенпрезентирующими клетками; этот механизм требует дальнейшего объяснения.
Заключение
Флагелин 22 TFA с его уникальной консервативной основной цепью из линейного 22-пептида устанавливает основной механизм активации рецепторов FLS2/BAK1, каскада иммунных сигналов PTI и многоуровневого защитного ответа. Это обеспечивает широкий-спектр устойчивости сельскохозяйственных культур к болезням, консервацию фруктов и овощей, а также применение в научных исследованиях, что делает его эталонным сортом в качестве стимуляторов иммунитета растений. На молекулярно-структурном уровне мотив связывания N--концевого рецептора, область промежуточного сигнального линкера, C-концевая мембранная структура и солюбилизация с образованием солей TFA закладывают структурную основу его высокой активности, высокой стабильности и хорошей растворимости в воде.
Сианьская компания Faithful BioTech Co., Ltd. сердечно приглашает профессионалов отрасли узнать о наших исключительныхФлагелин 22 ТФАпроизводственные возможности и комплексные B2B-решения. Наша фармацевтическая продукция-класса отличается превосходным качеством, конкурентоспособной ценой и надежной доставкой по всему миру через хорошо-налаженную дистрибьюторскую сеть. Пожалуйста, свяжитесь с нашей командой (allen@faithfulbio.com), чтобы запросить образцы и обсудить индивидуальные решения по рецептуре, адаптированные к вашим конкретным потребностям. Xi'an Faithful BioTech стремится к совершенству, строгому соблюдению соответствующих правил и профессиональной поддержке клиентов, стремясь предоставить вам исключительные впечатления.
Ссылки
- Бенчхим. (2026). Технический паспорт соли ТФУ флагеллина 22 (flg22).
- Боджун Лу и др. (2016). Защитные реакции в женских гаметофитах Saccharina japonica (Phaeophyta), индуцированные пептидами, производными flg22. Журнал прикладной психологии, 28 (3), 1723–1732.
- Чай Ю. и Джин Х. (2025). Активация рецепторного комплекса FLS2/BAK1 и передача сигналов PTI в иммунитете растений. Ежегодный обзор биологии растений, 76, 589–615.
- ИнвивоХим. (2025). Флагелин 22 ТФА (V77011) инструкция по эксплуатации.
- МедХимЭкспресс. (2025). Протокол биологической активности флагелина 22 (TFA) (HY-P1568A-5mg).
- СБ-ПЕПТИД. (2026). Спецификация флагеллина 22 (flg22).
- Зипфель К. и др. (2004). Бактериальный элиситор флагеллин активирует киназу рецептора FLS2 Arabidopsis. Природа, 428(6984), 764-767.