Флагелин 22 TFA(CAS 304642-91-9), с молекулна формула C₉₃H₁₆₂N₃₂O₃₄ и молекулно тегло 2272,48, е бял прах в чисто състояние. Това е трифлуороацетатна сол на високо запазен 22-аминокиселинен фрагмент в N-края на бактериален флагелин, принадлежащ към типичен патоген-свързан молекулен модел. Неговата аминокиселинна последователност е Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg-Ile-Asn{{19} }Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly-Leu-Gln-Ile-Ala. Като референтен индуктор на растителна имунна активация, Flagelin 22 TFA задейства растителния PTI имунен отговор чрез специфично активиране на рецепторния комплекс FLS2/BAK1. Той има предимствата на силно имунно активиране, висока стабилност и липса на остатъци в околната среда и се използва широко в растителната патология, развъждане и нови изследвания и разработки на биологични пестициди.
Най-малкият активен фрагмент от флагелин
Флагелин 22 TFAе синтетично произведен линеен 22-аминокиселинен пептид, разположен в най-запазения N-терминален регион на бактериалния флагелин. Липсва му вторично/третично нагъване и проявява гъвкава конформация на линейна верига, което позволява прецизно разпознаване от мембранните рецептори на растителните клетки и активиране на имунни сигнали.
Неговата първична последователност има ясно дефинирани функционални региони: N-крайният Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg регион е свързващият регион на рецепторното ядро, богат на полярни и основни аминокиселини, които могат директно да се интеркалират в извънклетъчния левцин-богат на повторения участък на FLS2 рецептора, определящ неговата активност за имунно активиране; средният Ile-Asn-Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly регион е свързващият регион на сигналната трансдукция, съдържащ мотив, богат на аспартат-, който подпомага конформационните промени в рецепторния комплекс и инициира вътреклетъчно сигнализиране; C-терминалният Leu-Gln-Ile-Ala регион е стабилният закрепващ регион, където хидрофобните аминокиселини засилват пептидната адхезия към клетъчната мембрана, удължавайки продължителността на действие.
Физикохимичните свойства и сол{0}}образуващите характеристики са силно съвместими с изискванията за приложение: Формата на TFA сол значително подобрява разтворимостта във вода, далеч по-добра от свободните пептиди, което я прави подходяща за различни методи на приложение като листно пръскане и кореново напояване; точка на топене > 220 градуса, може да се съхранява при стайна температура в запечатана, светло-защитена среда за 24 месеца и остава стабилен за 3 години след преопаковане при -20 градуса; той е устойчив на киселини, алкали и обикновени пестициди, като показва отлична стабилност на полето; чистотата на активната фармацевтична съставка може да достигне над 98%, с единични примеси <0,5% и влага <0,2%, отговаряйки на стандартите на фармакопеята за пептидни препарати.
В сравнение с естествен флагелинов протеин (приблизително 50kDa), малката-молекулна линейна 22-пептидна структура наФлагелин 22 TFAима три основни предимства: няма имуногенност и няма да бъде изчистен от растенията като чужд протеин; устойчивост на разграждане на протеаза, с-живот на полуразпад от 7–14 дни в листата или почвата; и прост синтез, с общ добив до 70% при синтез на пептиди в твърда{4}}фаза и чистота постоянно над 98%, което го прави подходящ за широко{6}}промишлено производство.
Процесът на синтез на твърда{0}}фаза използва Fmoc защитна стратегия: като се използва амидна смола на Rink като носител, Fmoc-защитените аминокиселини се свързват последователно от C-края към N-края. След разцепване и премахване на защитата, аминокиселините се пречистват чрез обърната-фазова високо-течна хроматография (RP-HPLC), след това се осоляват с трифлуорооцетна киселина и се-сушат чрез замразяване, за да се получи крайният продукт. Този процес улеснява отстраняването на примесите, проявява добра стабилност на партидите и позволява производство в-килограмов мащаб, отговаряйки на-широмащабните нужди на селското стопанство и научните изследвания.
Пет структурни характеристики-линеен 22-пептиден скелет, N-терминален рецептор-свързващ мотив, междинна сигнална линкерна област, C-терминална мембранна закотвяща структура и образуване на TFA соли за разтваряне представляват основните предимства на Flagelin 22 TFA: висока ефективност при имунно активиране, добра вода разтворимост, стабилно съхранение и лесен синтез за масово производство. Това поставя молекулярната основа за приложението му в растителна имунна индукция и биоконтрол.
FLS2-разпозната логика на имунно започване
Основният механизъм на действие наФлагелин 22 TFAсе основава на силно специфичното разпознаване на flg22 от FLS2 рецептора върху мембраната на растителната клетка. Arabidopsis thaliana FLS2 е рецептор-подобна киназа, богата на левцинови повторения, съставена от извънклетъчен домен, трансмембранен домен и вътреклетъчен киназен домен. Когато 22-те аминокиселини на flg22 се свържат с извънклетъчния домен на FLS2, рецепторът незабавно димерира и набира друг ко-рецептор, BAK1, за да образува активен комплекс. Сглобяването на комплекса FLS2-BAK1 бележи официалната "аларма" на имунната система на растенията.
В момента на активиране на рецептора, вътреклетъчният киназен домен на FLS2 претърпява автофосфорилиране, инициирайки каскада от вътреклетъчна сигнална трансдукция. Един от ефекторите нагоре по веригата е NADPH оксидаза RBOHD. При активиране RBOHD прехвърля електрони от цитоплазмен NADPH към извънклетъчен молекулярен кислород в плазмената мембрана, генерирайки супероксидни аниони. Тези супероксидни аниони бързо се диспропорционират от супероксид дисмутаза до водороден пероксид, образувайки "първия изблик" на реактивни кислородни видове. Този изблик, откриваем в рамките на минути след третиране с flg22, представлява най-бързо{6}}отговарящото клетъчно събитие в имунната система на растението.
Избухването на реактивни кислородни видове (ROS) задейства множество сигнални пътища надолу по веригата, включително митоген-активирана протеин киназна каскада, приток на калциеви йони и активиране на калций-зависими протеин кинази (MAPK). Активирането на сигналния път на MAPK допълнително усилва защитните сигнали, което в крайна сметка води до транскрипционно препрограмиране на гени, свързани със защитата-в рамките на ядрото. Транскриптомните данни показват, че лечението с flg22 може да индуцира промени в експресията в хиляди гени в рамките на часове, включително гени, кодиращи протеини,-свързани с патогенезата, лигнин синтази и фитоалексин синтази. Тези генни продукти изпълняват директни антибактериални функции или подсилват физическата бариера на клетъчната стена.
В стоматалните предпазни клетки сигнализиращият път, задействан от flg22, води до синергично натрупване на ROS и вторичния пратеник азотен оксид, предизвиквайки изтичане на калиев йон и намаляване на осмотичното налягане, предизвиквайки затваряне на устицата. Този ефект на "устичния имунитет" физически предотвратява нахлуването на бактерии във вътрешността на листата през устицата, служейки като първата физическа линия на защита на растението срещу листни патогени. Когато пречистеният flg22 се прилага екзогенно, процесът не изисква наличието на патогени, което позволява на изследователите да изследват имунните сигнални пътища при стерилни условия.
Освен локални защитни реакции, flg22 може също да индуцира системна придобита резистентност в растенията. Когато листата локално усещат flg22 сигнали, нетретираните листа по-далеч също влизат в „бдително състояние“, проявявайки по-силна устойчивост на последващи атаки на патогени. В селскостопанското производство това откритие доведе до концепцията за „имунни индуктори“-използващи елиситори като flg22, за да индуцират културите в защитно състояние по-рано, намалявайки употребата на химически пестициди.
Молекулярен бенчмарк за изследване на моделни растения
Най-зрялото и добре{0}}поддържано приложение наФлагелин 22 TFAе като "златен стандарт" агонист в изследванията на вродения имунитет на растенията. В моделното растение Arabidopsis thaliana лечението с flg22 се превърна в стандартизирана референция за изследване на модел-задействан имунитет. Изследователите обикновено оценяват силата на имунните отговори в растителните тъкани чрез измерване на изблици на реактивни кислородни видове, нива на фосфорилиране на MAPK или нива на експресия на защитни гени. Този режим на активиране „без -патогени“ елиминира експерименталната намеса от самите бактерии и се използва широко за изясняване на генетичната структура на имунните сигнални пътища.
В приложните изследвания за подобряване на имунитета на културите, flg22 също е мощен инструмент за скрининг за оценка на устойчивостта. Чрез сравняване на интензитета на изблиците на реактивни кислородни видове след третиране с flg22 в различни растителни сортове или генотипове, животновъдите могат бързо да скринират за сортове с по-силен имунитет. Проучване от 2025 г., използващо третиране с flg22 за скрининг за сол-толерантни линии на захарно цвекло, установи, че екзогенната предварителна обработка с flg22 активира пътя на биосинтеза на пролин в листата на захарно цвекло. Натрупването на пролин спомага за поддържането на баланса на клетъчното осмотично налягане и премахва свободните радикали, като по този начин значително намалява инхибиторния ефект на солния стрес върху растежа на растенията. Това откритие разширява приложението на flg22 от обикновен "защитен индуктор" до ново измерение: "защитен агент срещу абиотичен стрес".
В между-дисциплинарни изследвания на азотно хранене и имунитет, flg22 също служи като стандартна референция за активиране на защитата. Проучване, публикувано в Plant Cell Reports през 2026 г., установи, че при нисък азотен стрес индуцираните от flg22- реактивни кислородни видове изблици и експресията на реагиращи на жасмоновата киселина гени в листата на краставицата са значително потиснати. Когато екзогенният flg22 беше допълнен, защитният отговор при условия на нисък азот беше значително подобрен, докато цялостният статус на растеж и ефективността на използване на азот от растенията бяха подобрени. Това показва, че flg22 може частично да компенсира имунните дефицити, причинени от хранителен стрес и има обещаващи приложения в устойчивото земеделие, което намалява внасянето на торове.
При подробното идентифициране на молекулярните взаимодействия, flg22 също е незаменима конкурентна цел. Чрез разрешаване на три-измерната конфигурация на комплекса FLS2-flg22 с помощта на техники на структурна биология, изследователите не само идентифицираха ключовите аминокиселинни остатъци, разпознаващи flg22, но също така разкриха молекулярния механизъм на BAK1 като ко-рецептор. Революционно проучване от 2025 г. използва флуорна-19 NMR спектроскопия за проследяване на кинетиката на свързване на flg22 и FLS2 при различни температури, откривайки, че джобът за разпознаване на FLS2 притежава конформационна гъвкавост, което позволява на рецептора да поддържа чувствителност към flg22 в широк температурен диапазон. Тези фундаментални открития осигуряват молекулярни цели за развъждане на резистентност към болести по културите и предлагат рационални принципи на проектиране за проектиране на по-широкоспектърни синтетични имунни индуктори.
Флагелин 22 TFAе използван и за изследване на феномена "имунна памет". При Arabidopsis, когато растенията са били предварително -стимулирани с ниски концентрации на flg22 и след това вторично-провокирани с високи концентрации на flg22 или патогени няколко дни по-късно, защитната реакция на растението е била по-бърза и интензивна от тази на нетретираната контролна група. Това явление е известно като "отбранителна сенсибилизация". Използвайки този модел, изследователите откриха няколко модифициращи хроматина-фактора, които регулират имунната памет, предоставяйки молекулярни улики за разбиране как растенията „помнят“ минали заплахи.
Междудисциплинарни-приложения на имунни адюванти и здраве на животните
Резултатите показват, че пероралното приложение на flg22 значително повишава нивото на секреторен имуноглобулин А (sIgA) в мукозата на йеюнума. sIgA е основна ефекторна молекула на мукозната имунна система, способна да неутрализира патогените и да предотвратява тяхната адхезия към чревните епителни клетки. При опити за предизвикване на Salmonella, бройлери, предварително третирани с flg22, показват значително подобрени нива на преживяемост, по-бързо възстановяване на теглото и значително намалено натоварване на Salmonella в изпражненията. Този резултат не само потвърждава имуно-активиращия ефект на flg22 при домашни птици, но също така разкрива осъществимостта на удобния път за перорално приложение, който има значителни практически последици за-широкомащабното земеделие.
На ниво хранене на животните, бройлерите, третирани с flg22, показват по-добри коефициенти на преобразуване на фуража и дневно наддаване на тегло. Нивата на серумния уреен азот при 20-дневни бройлери са значително намалени, докато нивата на общия протеин и албумин се повишават, което показва, че flg22 може да подобри метаболитното използване на протеина. flg22 също модулира състава на чревната микробиота, увеличавайки съотношението на Firmicutes към Bacteroidetes, промяна, корелираща положително с подобрената ефективност на храненето. Тези открития предполагат, че flg22 е не само имунен активатор, но и потенциална функционална фуражна добавка за подобряване на цялостното здраве на животните и продуктивността.
Приложението наФлагелин 22 TFAвъв ветеринарните ваксини също е забележително. Тъй като flg22 сам по себе си е молекулярен модел, -свързан с патоген, той може директно да активира рецептори за разпознаване на образи в различни клетки гостоприемници. Във формулите на ваксината flg22 може да действа като "сигнал за опасност" за повишаване на имуногенността на антигените. Изследователите смесиха инактивирана Salmonella с flg22, за да създадат инактивирана ваксина и откриха, че в сравнение с използването само на инактивирани бактерии, групата с ваксина с добавен flg22 има по-високи титри на серум-специфични антитела след имунизация и приблизително 30% увеличение на защитата след заразяване. Този резултат показва, че flg22 има потенциала да служи като нов адювант на ваксината, особено подходящ за интензивно отглеждане на домашни птици и други икономически важни животни.
И накрая, в областта на безопасността на храните и микробиологичните тестове, flg22 се разшири от традиционното изследване на имунологията на растенията до изследователски платформи за здравето на червата на животни и хора. Съвместното култивиране на flg22 с човешки чревни органоиди позволява оценка на въздействието на бактериалните продукти върху бариерната функция на лигавицата. Тъй като рецепторът FLS2 е растителен-специфичен и му липсват хомолози в клетките на бозайниците, директният стимулиращ ефект на flg22 върху животинските клетки е ограничен. Това обяснява защо ефектът на flg22, наблюдаван при експерименти с бройлери, е фокусиран предимно върху непряка регулация на епителната бариера и имунните клетки, а не директно активиране на FLS2-подобни сигнални пътища. Регулирането на имунитета на животните от flg22 вероятно разчита на неговите индиректни взаимодействия с чревната микробиота или антиген-представящи клетки; този механизъм изисква допълнително изясняване.
Заключение
Flagelin 22 TFA, със своя уникален линеен 22-пептид, съхранен скелет, установява основен механизъм за активиране на FLS2/BAK1 рецептор, PTI имунна сигнална каскада и много-защитен отговор. Това позволява широко{8}}резистентност към болести при култури, консервиране на плодове и зеленчуци и приложение в научните изследвания, което го прави еталонен сорт за растителни имунни индуктори. На молекулярно структурно ниво мотивът за свързване на N-терминалния рецептор, междинната сигнална линкерна област, С-терминалната мембранна закотвяща структура и разтварянето на TFA соли полагат структурната основа за неговата висока активност, висока стабилност и добра разтворимост във вода.
Xi'an Faithful BioTech Co., Ltd. сърдечно кани професионалистите в индустрията да научат за нашите изключителниФлагелин 22 TFAпроизводствени възможности и цялостни B2B решения. Нашите фармацевтични-продукти са с превъзходно качество, конкурентни цени и се предлагат с надеждна глобална доставка чрез добре-установена дистрибуторска мрежа. Моля, свържете се с нашия екип (allen@faithfulbio.com), за да поискате проби и да обсъдите персонализирани решения за формулиране, съобразени с вашите специфични нужди. Xi'an Faithful BioTech се ангажира с високи постижения, стриктно спазване на съответните разпоредби и професионална поддръжка на клиенти, като се стреми да ви предостави изключително изживяване.
Референции
- BenchChem. (2026). Лист с технически данни за Flagellin 22 (flg22) TFA сол.
- Божун Лу и др. (2016). Защитни реакции в женски гаметофити на Saccharina japonica (Phaeophyta), индуцирани от пептиди, получени от flg22. Journal of Applied Phycology, 28 (3), 1723-1732.
- Chai, Y., & Jin, H. (2025). Активиране на FLS2/BAK1 рецепторен комплекс и PTI сигнализиране в растителния имунитет. Годишен преглед на растителната биология, 76, 589-615.
- InvivoChem. (2025). Ръководство за продукта Flagelin 22 TFA (V77011).
- MedChemExpress. (2025). Протокол за биоактивност на флагелин 22 (TFA) (HY-P1568A-5mg).
- SB-ПЕПТИД. (2026). Спецификация на Flagellin 22 (flg22).
- Zipfel, C., et al. (2004). Бактериалният елиситор флагелин активира рецепторната киназа на Arabidopsis FLS2. Природа, 428 (6984), 764-767.