آیا Flagelin 22 TFA یک پپتید فعال زیستی فلاژلین برای ایمنی گیاه است؟

فلاژلین 22 TFA(CAS 304642-91-9)، با فرمول مولکولی C₉3H162N322O34 و وزن مولکولی 2272.48، یک پودر سفید در حالت خالص است. این نمک تری فلوئورواستات یک قطعه اسید آمینه بسیار حفاظت شده 22{{7} در انتهای N- فلاژلین باکتریایی است که به یک الگوی مولکولی مرتبط با بیماری‌زای معمولی تعلق دارد. توالی اسید آمینه آن است Gln{10}}Arg{11}}Leu-Ser-Thr{14}}Gly{15}}Ser{16}}Arg{17}}Ile{18}}Asn{19} }Ser{20}}Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly-Leu-Gln-Ile-Ala. Flagelin 22 TFA به عنوان یک محرک برای فعال‌سازی سیستم ایمنی گیاه، با فعال کردن مجتمع گیرنده FLS2/BAK1، پاسخ ایمنی PTI گیاه را تحریک می‌کند. این دارای مزایای فعال سازی سیستم ایمنی قوی، پایداری بالا و بدون باقی مانده محیطی است و به طور گسترده در آسیب شناسی گیاهی، اصلاح نژاد و تحقیق و توسعه آفت کش های بیولوژیکی جدید استفاده می شود.

کوچکترین قطعه فعال فلاژلین

فلاژلین 22 TFAیک پپتید 22-آمینو اسید خطی به صورت مصنوعی تولید شده است که در حفاظت‌شده‌ترین ناحیه N ترمینال فلاژلین باکتریایی قرار دارد. فاقد چین خوردگی ثانویه/ثالثیه است و ساختار زنجیره خطی انعطاف پذیری را نشان می دهد که امکان شناسایی دقیق توسط گیرنده های غشای سلولی گیاه و فعال شدن سیگنال های ایمنی را فراهم می کند.

توالی اولیه آن دارای نواحی عملکردی کاملاً مشخصی است: N-پایانه Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-منطقه Arg ناحیه اتصال هسته گیرنده، غنی از اسیدهای آمینه فوق‌العاده است که می‌تواند مستقیماً به سلول‌های قطبی و بازی تبدیل شود. لوسین{8}}منطقه تکراری غنی از گیرنده FLS2، فعالیت فعال‌سازی ایمنی آن را تعیین می‌کند. Ile میانی-Asn-Ser{12}}Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly، موقف انتقال سیگنال است که حاوی یک ناحیه اتصال دهنده انتقال سیگنال است که حاوی یک ناحیه کمکی در{14}} غنی}{15} گیرنده پیچیده است و سیگنال دهی داخل سلولی را آغاز می کند. منطقه C{20}}ترمینال Leu-Gln-Ile-Ala ناحیه لنگر پایدار است، جایی که اسیدهای آمینه آبگریز چسبندگی پپتید را به غشای سلولی افزایش می‌دهند و مدت اثر را طولانی می‌کنند.

خواص فیزیکوشیمیایی و ویژگی‌های تشکیل{0}نمک بسیار با الزامات کاربرد سازگار است: شکل نمک TFA به طور قابل توجهی حلالیت در آب را بهبود می‌بخشد، بسیار برتر از پپتیدهای آزاد، و آن را برای روش‌های کاربردی مختلف مانند محلول‌پاشی و آبیاری ریشه مناسب می‌کند. نقطه ذوب > 220 درجه، می تواند در دمای اتاق در یک محیط دربسته و محافظت شده از نور به مدت 24 ماه نگهداری شود و پس از بسته بندی مجدد در دمای 20- درجه به مدت 3 سال پایدار می ماند. در برابر اسیدها، قلیایی ها و آفت کش های معمولی مقاوم است و پایداری مزرعه ای عالی از خود نشان می دهد. خلوص ماده دارویی فعال می تواند به بیش از 98٪ برسد، با ناخالصی های منفرد <0.5٪ و رطوبت <0.2٪، مطابق با استانداردهای داروسازی برای آماده سازی پپتیدی.

در مقایسه با پروتئین فلاژلین طبیعی (تقریباً 50 کیلو دالتون)، ساختار مولکولی خطی 22 پپتیدی کوچک-فلاژلین 22 TFAدارای سه مزیت عمده است: عدم ایمنی زایی، و توسط گیاهان به عنوان یک پروتئین خارجی پاک نمی شود. مقاومت در برابر تخریب پروتئاز، با نیمه عمر 7 تا 14 روز در برگ یا خاک. و سنتز ساده، با بازده کلی تا 70٪ در سنتز پپتید فاز جامد-و خلوص پیوسته بالای 98 درصد، آن را برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ مناسب می‌کند.

فرآیند سنتز فاز جامد از یک استراتژی حفاظتی Fmoc استفاده می‌کند: با استفاده از رزین آمید Rink به عنوان یک حامل، اسیدهای آمینه محافظت‌شده Fmoc به‌طور متوالی از C-به انتهای N-کوپله می‌شوند. پس از جداسازی و محافظت، اسیدهای آمینه با کروماتوگرافی مایع با عملکرد معکوس فاز بالا (RP-HPLC) خالص می‌شوند، سپس با اسید تری فلورواستیک نمک زده می‌شوند و برای به دست آوردن محصول نهایی منجمد می‌شوند. این فرآیند حذف ناخالصی را تسهیل می‌کند، پایداری دسته‌ای خوبی از خود نشان می‌دهد و تولید در مقیاس کیلوگرم را امکان‌پذیر می‌کند و نیازهای کشاورزی و تحقیقات علمی در مقیاس بزرگ را برآورده می‌کند.

پنج ویژگی ساختاری-یک ستون فقرات 22-خطی پپتیدی، یک N{3}}گیرنده پایانی-موتیف اتصال، یک ناحیه پیوند دهنده سیگنال میانی، یک ساختار لنگر غشای پایانی C-و تشکیل نمک TFA برای مزیت انحلال-core2 TF در ژل بالا: فعال سازی سیستم ایمنی، حلالیت خوب در آب، ذخیره سازی پایدار و سنتز آسان برای تولید انبوه. این پایه مولکولی را برای کاربرد آن در القای ایمنی گیاهی و کنترل زیستی ایجاد می کند.

منطق شروع ایمنی با FLS2 به رسمیت شناخته شده است

مکانیسم اصلی عملفلاژلین 22 TFAبر اساس تشخیص بسیار خاص flg22 توسط گیرنده FLS2 بر روی غشای سلول گیاهی است. Arabidopsis thaliana FLS2 یک گیرنده{4}}مانند کیناز غنی از تکرارهای لوسین است که از یک دامنه خارج سلولی، یک دامنه بین غشایی و یک دامنه کیناز درون سلولی تشکیل شده است. هنگامی که 22 اسید آمینه flg22 به حوزه خارج سلولی FLS2 متصل می شود، گیرنده بلافاصله دایمر می شود و گیرنده دیگری به نام BAK1 را برای تشکیل یک کمپلکس فعال به کار می گیرد. مونتاژ مجموعه FLS2-BAK1 نشان دهنده "زنگ هشدار" رسمی سیستم ایمنی گیاه است.

در لحظه فعال شدن گیرنده، دامنه کیناز درون سلولی FLS2 تحت اتوفسفوریلاسیون قرار می گیرد و آبشاری از انتقال سیگنال درون سلولی را آغاز می کند. یکی از عوامل بالادست NADPH اکسیداز RBOHD است. پس از فعال‌سازی، RBOHD الکترون‌ها را از NADPH سیتوپلاسمی به اکسیژن مولکولی خارج سلولی در غشای پلاسما منتقل می‌کند و آنیون‌های سوپراکسید تولید می‌کند. این آنیون های سوپراکسید به سرعت توسط سوپراکسید دیسموتاز با پراکسید هیدروژن نامتناسب می شوند و "اولین انفجار" گونه های فعال اکسیژن را تشکیل می دهند. این انفجار، که در عرض چند دقیقه پس از درمان flg22 قابل تشخیص است، نشان دهنده سریع‌ترین واکنش سلولی در سیستم ایمنی گیاه است.

انفجار گونه های فعال اکسیژن (ROS) مسیرهای سیگنال دهی پایین دستی متعددی را راه اندازی می کند، از جمله آبشار پروتئین کیناز فعال میتوژن، هجوم یون کلسیم و فعال شدن پروتئین کینازهای وابسته به کلسیم{{1}(MAPKs). فعال‌سازی مسیر سیگنالینگ MAPK سیگنال‌های دفاعی را بیشتر تقویت می‌کند و در نهایت منجر به برنامه‌ریزی مجدد رونویسی ژن‌های مرتبط{3}} دفاعی در هسته می‌شود. داده‌های رونویسی نشان می‌دهند که درمان flg22 می‌تواند در عرض چند ساعت تغییرات بیانی را در هزاران ژن، از جمله ژن‌های کدکننده‌ی پروتئین‌های مربوط به پاتوژنز، لیگنین سنتازها، و فیتوالکسین سنتازها را القا کند. این محصولات ژنی عملکرد مستقیم ضد باکتریایی را انجام می دهند یا مانع فیزیکی دیواره سلولی را تقویت می کنند.

در سلول‌های محافظ روزنه، مسیر سیگنالینگ تحریک‌شده با flg22 منجر به تجمع هم‌افزایی ROS و اکسید نیتریک پیام‌رسان ثانویه می‌شود که باعث خروج یون پتاسیم و کاهش فشار اسمزی می‌شود و باعث بسته شدن روزنه می‌شود. این اثر "ایمنی روزنه ای" از نظر فیزیکی از نفوذ باکتری ها به داخل برگ از طریق روزنه ها جلوگیری می کند و به عنوان اولین خط دفاع فیزیکی گیاه در برابر پاتوژن های برگی عمل می کند. هنگامی که flg22 خالص شده به صورت اگزوژن اعمال می شود، این فرآیند نیازی به حضور پاتوژن ها ندارد و به محققان این امکان را می دهد تا مسیرهای سیگنالینگ ایمنی را در شرایط استریل مطالعه کنند.

علاوه بر پاسخ‌های دفاعی موضعی، flg22 همچنین می‌تواند مقاومت اکتسابی سیستمیک را در گیاهان ایجاد کند. هنگامی که برگ‌ها سیگنال‌های flg22 را به‌صورت موضعی حس می‌کنند، برگ‌های درمان‌نشده دورتر نیز وارد «وضعیت هوشیاری» می‌شوند و مقاومت قوی‌تری در برابر حملات بیماری‌زای بعدی نشان می‌دهند. در تولیدات کشاورزی، این کشف باعث ایجاد مفهوم "القاء کننده ایمنی"-با استفاده از محرک هایی مانند flg22 برای وادار کردن محصولات به حالت دفاعی زودتر و کاهش استفاده از آفت کش های شیمیایی شده است.

معیار مولکولی برای تحقیقات گیاه مدل

بالغ‌ترین و{0}}پشتیبانی‌شده‌ترین برنامهفلاژلین 22 TFAبه عنوان آگونیست "استاندارد طلایی" در تحقیقات ایمنی ذاتی گیاهی است. در گیاه مدل Arabidopsis thaliana، تیمار flg22 به یک مرجع استاندارد برای مطالعه مدل ایمنی-محرک تبدیل شده است. محققان معمولاً قدرت پاسخ‌های ایمنی در بافت‌های گیاهی را با اندازه‌گیری انفجار گونه‌های فعال اکسیژن، سطوح فسفوریلاسیون MAPK یا سطوح بیان ژن‌های دفاعی ارزیابی می‌کنند. این حالت فعال‌سازی «ب{5}}رایگان پاتوژن، تداخل تجربی خود باکتری‌ها را حذف می‌کند و به طور گسترده برای روشن کردن ساختار ژنتیکی مسیرهای سیگنال‌دهی ایمنی استفاده می‌شود.

در تحقیقات کاربردی در مورد بهبود ایمنی محصول، flg22 همچنین یک ابزار غربالگری قدرتمند برای ارزیابی عملکرد مقاومت است. با مقایسه شدت انفجار گونه‌های اکسیژن فعال پس از تیمار flg22 در واریته‌ها یا ژنوتیپ‌های مختلف گیاهی، پرورش‌دهنده‌ها می‌توانند به سرعت واریته‌هایی با ایمنی قوی‌تر را بررسی کنند. یک مطالعه در سال 2025 با استفاده از تیمار flg22 برای غربالگری خطوط چغندرقند مقاوم به نمک نشان داد که پیش تیمار flg22 خارجی مسیر بیوسنتز پرولین را در برگ‌های چغندرقند فعال می‌کند. تجمع پرولین به حفظ تعادل فشار اسمزی سلولی و از بین بردن رادیکال‌های آزاد کمک می‌کند و در نتیجه اثر بازدارندگی تنش شوری بر رشد گیاه را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. این کشف کاربرد flg22 را از یک "القاء کننده دفاعی" ساده به یک بعد جدید گسترش می دهد: یک "عامل محافظ در برابر استرس غیر زنده".

در مطالعات متقابل{0}}در مورد تغذیه و ایمنی نیتروژن، flg22 همچنین به عنوان یک مرجع استاندارد برای فعال سازی دفاعی عمل می کند. مطالعه‌ای که در سال 2026 در Plant Cell Reports منتشر شد، نشان داد که تحت تنش کم نیتروژن، flg22-نفوذ گونه‌های فعال اکسیژن القا شده و بیان ژن‌های پاسخ‌دهنده به اسید جاسمونیک در برگ‌های خیار به طور قابل‌توجهی سرکوب شد. هنگامی که flg22 اگزوژن تکمیل شد، پاسخ دفاعی در شرایط کم نیتروژن به طور قابل توجهی افزایش یافت، در حالی که وضعیت رشد کلی و کارایی مصرف نیتروژن گیاهان بهبود یافت. این نشان می‌دهد که flg22 می‌تواند تا حدی کمبودهای ایمنی ناشی از استرس مواد مغذی را جبران کند و کاربردهای امیدوارکننده‌ای در کشاورزی پایدار دارد که ورودی کود را کاهش می‌دهد.

در شناسایی دقیق برهمکنش‌های مولکولی، flg22 نیز یک هدف رقابتی ضروری است. با حل و فصل پیکربندی سه بعدی کمپلکس FLS2-flg22 با استفاده از تکنیک‌های زیست‌شناسی ساختاری، محققان نه تنها باقی مانده‌های اسید آمینه کلیدی شناسایی flg22 را شناسایی کردند، بلکه مکانیسم مولکولی BAK1 را به‌عنوان یک گیرنده هم{16}} آشکار کردند. یک مطالعه پیشگامانه در سال 2025 از طیف‌سنجی NMR فلوئور 19 برای ردیابی سینتیک اتصال flg22 و FLS2 در دماهای مختلف استفاده کرد و کشف کرد که محفظه تشخیص FLS2 دارای انعطاف‌پذیری ساختاری است و به گیرنده اجازه می‌دهد حساسیت به flg22 را در طیف وسیعی از دما حفظ کند. این یافته‌های بنیادی اهداف مولکولی را برای اصلاح مقاومت در برابر بیماری‌های محصول فراهم می‌کنند و اصول طراحی منطقی را برای طراحی القاکننده‌های ایمنی مصنوعی با طیف وسیع‌تر ارائه می‌دهند.

فلاژلین 22 TFAهمچنین برای مطالعه پدیده "حافظه ایمنی" استفاده شده است. در آرابیدوپسیس، زمانی که گیاهان از قبل با غلظت‌های پایین flg22 تحریک شدند و سپس چند روز بعد با غلظت‌های بالای flg22 یا عوامل بیماری‌زا به چالش کشیده شدند، پاسخ دفاعی گیاه سریع‌تر و شدیدتر از گروه شاهد بود. این پدیده به «حساسیت دفاعی» معروف است. با استفاده از این مدل، محققان چندین عامل اصلاح کننده کروماتین{7}} را کشف کردند که حافظه ایمنی را تنظیم می‌کنند و سرنخ‌های مولکولی را برای درک اینکه گیاهان چگونه تهدیدات گذشته را «به خاطر می‌آورند» ارائه می‌کنند.

متقابل{0}}کاربردهای انضباطی کمکی های ایمنی و سلامت حیوانات

نتایج نشان داد که مصرف خوراکی flg22 سطح ایمونوگلوبولین ترشحی A (sIgA) را در مخاط ژژنوم به طور قابل توجهی افزایش داد. sIgA یک مولکول موثر در سیستم ایمنی مخاطی است که قادر به خنثی کردن پاتوژن ها و جلوگیری از چسبندگی آنها به سلول های اپیتلیال روده است. در آزمایشات چالش سالمونلا، جوجه‌های گوشتی پیش تیمار شده با flg22 نرخ بقای قابل‌توجهی بهبود یافته، بازیابی وزن سریع‌تر و کاهش قابل‌توجه بار سالمونلا در مدفوع را نشان دادند. این نتیجه نه تنها اثر فعال‌کننده ایمنی flg22 را در طیور تأیید می‌کند، بلکه امکان‌پذیری راه تجویز خوراکی مناسب را نیز نشان می‌دهد، که پیامدهای عملی قابل‌توجهی برای کشاورزی در مقیاس بزرگ دارد.

در سطح تغذیه دام، جوجه های گوشتی تیمار شده با flg22 نسبت تبدیل غذایی و افزایش وزن روزانه بهتری را نشان دادند. سطح سرمی نیتروژن اوره در جوجه های گوشتی 20{3}روزه به طور قابل توجهی کاهش یافت، در حالی که سطح پروتئین کل و آلبومین افزایش یافت، که نشان می دهد flg22 ممکن است استفاده متابولیک پروتئین را بهبود بخشد. flg22 همچنین ترکیب میکروبیوتای روده را تعدیل کرد و نسبت Firmicutes به Bacteroidetes را افزایش داد، تغییری که با بهبود بازده خوراک همبستگی مثبت داشت. این یافته‌ها نشان می‌دهد که flg22 نه تنها یک فعال‌کننده ایمنی است، بلکه یک افزودنی کاربردی بالقوه خوراک برای بهبود سلامت کلی حیوانات و عملکرد تولید است.

کاربرد ازفلاژلین 22 TFAدر واکسن های دامپزشکی نیز قابل توجه است. از آنجا که flg22 خود یک الگوی مولکولی مرتبط با پاتوژن است، می‌تواند مستقیماً گیرنده‌های تشخیص الگو را در سلول‌های میزبان مختلف فعال کند. در فرمولاسیون واکسن، flg22 می تواند به عنوان یک "سیگنال خطر" برای افزایش ایمنی زایی آنتی ژن ها عمل کند. محققان سالمونلای غیرفعال را با flg22 مخلوط کردند تا یک واکسن غیرفعال ایجاد کنند و دریافتند که در مقایسه با استفاده از باکتری غیرفعال به تنهایی، گروه واکسن با flg22 افزوده شده، تیتر آنتی‌بادی اختصاصی سرم بالاتری پس از ایمن‌سازی و تقریباً 30 درصد افزایش محافظت پس از چالش داشتند. این نتیجه نشان می‌دهد که flg22 این پتانسیل را دارد که به عنوان یک واکسن کمکی جدید، به ویژه برای پرورش فشرده طیور و سایر حیوانات مهم اقتصادی مناسب باشد.

سرانجام، در زمینه‌های ایمنی مواد غذایی و آزمایش‌های میکروبیولوژیکی، flg22 از تحقیقات سنتی ایمونولوژی گیاهی به پلت‌فرم‌های تحقیقاتی برای سلامت روده حیوانات و انسان گسترش یافته است. کشت همزمان flg22 با ارگانوئیدهای روده انسان امکان ارزیابی تأثیر محصولات باکتریایی بر عملکرد سد مخاطی را فراهم می کند. از آنجایی که گیرنده FLS2 مخصوص گیاه است و فاقد همولوگ در سلول های پستانداران است، اثر تحریکی مستقیم flg22 روی سلول های حیوانی محدود است. این توضیح می‌دهد که چرا اثر flg22 مشاهده‌شده در آزمایش‌های جوجه‌های گوشتی عمدتاً بر روی تنظیم غیرمستقیم سد اپیتلیال و سلول‌های ایمنی متمرکز است، به‌جای فعال‌سازی مستقیم مسیرهای سیگنالینگ FLS2{13}}. تنظیم ایمنی حیوان توسط flg22 به احتمال زیاد متکی بر تعامل غیرمستقیم آن با میکروبیوتای روده یا سلول های ارائه دهنده آنتی ژن است. این مکانیسم نیاز به توضیح بیشتر دارد.

نتیجه گیری

Flagelin 22 TFA، با ستون فقرات 22-پپتیدی منحصربفرد خود، یک مکانیسم اصلی برای فعال‌سازی گیرنده FLS2/BAK1، آبشار سیگنال‌دهی ایمنی PTI و پاسخ دفاعی چند سطحی ایجاد می‌کند. این باعث می‌شود که طیف وسیعی از{8}مقاومت به بیماری‌ها در محصولات کشاورزی، نگهداری میوه و سبزیجات و کاربرد در تحقیقات علمی مورد استفاده قرار گیرد و آن را به معیاری برای محرک‌های ایمنی گیاهی تبدیل کند. در سطح ساختاری مولکولی، موتیف اتصال گیرنده ترمینال N-، ناحیه پیوند دهنده سیگنال میانی، ساختار مهار غشای ترمینال C، و انحلال تشکیل نمک TFA پایه ساختاری فعالیت بالا، پایداری بالا و حلالیت خوب در آب را ایجاد می‌کند.

Xi'an Faithful BioTech Co., Ltd. صمیمانه از متخصصان صنعت دعوت می کند تا در مورد استثنایی ما بیاموزندفلاژلین 22 TFAقابلیت های تولید و راه حل های جامع B2B. محصولات دارویی-ما دارای کیفیت برتر، قیمت رقابتی هستند و با تحویل قابل اعتماد جهانی از طریق شبکه توزیع خوب- ارائه می‌شوند. لطفا با تیم ما تماس بگیرید (allen@faithfulbio.com) برای درخواست نمونه و بحث در مورد راه حل های فرمولاسیون سفارشی متناسب با نیازهای خاص شما. Xi'an Faithful BioTech متعهد به برتری، پیروی دقیق از مقررات مربوطه و پشتیبانی حرفه ای از مشتری است و در تلاش است تا یک تجربه استثنایی را برای شما ارائه دهد.

مراجع

1. BenchChem. (2026). برگه اطلاعات فنی نمک TFA Flagellin 22 (flg22).
2. بوجون لو و همکاران (2016). پاسخ های دفاعی در گامتوفیت های ماده Saccharina japonica (Phaeophyta) ناشی از پپتیدهای مشتق شده از flg22. مجله فیکولوژی کاربردی، 28 (3)، 1723-1732.
3. چای، ی.، و جین، اچ (2025). فعال سازی کمپلکس گیرنده FLS2/BAK1 و سیگنال دهی PTI در ایمنی گیاه. بررسی سالانه بیولوژی گیاهی، 76، 589-615.
4. InvivoChem. (2025). راهنمای محصول Flagelin 22 TFA (V77011).
5. MedChemExpress. (2025). پروتکل زیست فعالی Flagelin 22 (TFA) (HY-P1568A-5mg).
6. SB-PEPTIDE. (2026). برگه مشخصات Flagellin 22 (flg22).
7. Zipfel، C.، و همکاران. (2004). فلاژلین محرک باکتری، گیرنده کیناز آرابیدوپسیس FLS2 را فعال می کند. طبیعت، 428(6984)، 764-767.