פלאגלין 22 TFA(CAS 304642-91-9), עם הנוסחה המולקולרית C₉₃H₁₆₂N₃₂O₃₄ ומשקל מולקולרי של 2272.48, היא אבקה לבנה במצבה הטהור. זהו מלח הטריפלואורואצטט של מקטע של 22- חומצות אמינו שמור מאוד בקצה ה-N- של פלגלין חיידקי, השייך לתבנית מולקולרית טיפוסית- הקשורה לפתוגן. רצף חומצות האמינו שלו הוא Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg-Ile-Asn{{19} }סר-אלא-ליס-אספ-אספ-אלא-אלא-גלי-לאו-גלן-איל-עלא. כגורם נקודתי של הפעלה חיסונית של הצמח, Flagelin 22 TFA מפעיל את התגובה החיסונית של הצמח PTI על ידי הפעלה ספציפית של קומפלקס הקולטן FLS2/BAK1. יש לו את היתרונות של הפעלה חיסונית חזקה, יציבות גבוהה וללא שאריות סביבתיות, והוא נמצא בשימוש נרחב בפתולוגיה של צמחים, רבייה ומחקר ופיתוח של חומרי הדברה ביולוגיים חדשים.
השבר הפעיל הקטן ביותר של פלגלין
פלאגלין 22 TFAהוא פפטיד ליניארי בן 22-חומצות אמינו המיוצר באופן סינתטי, הממוקם באזור ה-N-טרמינלי השמור ביותר של פלגלין חיידקי. הוא חסר קיפול משני/שלישוני ומציג קונפורמציה של שרשרת ליניארית גמישה, המאפשרת זיהוי מדויק על ידי קולטני קרום התא הצמחי והפעלה של אותות חיסון.
לרצף הראשוני שלו יש אזורים פונקציונליים מוגדרים בבירור: אזור ה-N-טרמינלי Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-אזור Arg הוא אזור מקשר ליבת הקולטן, העשיר בחומצות אמינו חוץ-תאיות{{1} קוטביות ובסיסיות, אשר יכולות להיכנס ישירות לחומצות אמינו חוץ-תאיות{8}. של הקולטן FLS2, קביעת פעילות ההפעלה החיסונית שלו; ה-Ile האמצעי-Asn-Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-אזור Gly הוא אזור צומת העברת האותות, המכיל מורכבות אספרטאטית ומסייעת לשינויים בקונפורמציה אספרטטית{{19} יוזם איתות תוך תאי; אזור ה-C-Terminal Leu-Gln-Ile-אלא הוא אזור העיגון היציב, שבו חומצות אמינו הידרופוביות משפרות את היצמדות הפפטידים לממברנת התא, ומאריכות את משך הפעולה.
המאפיינים הפיזיקליים-כימיים ומאפייני יצירת המלח- תואמים מאוד לדרישות היישום: צורת מלח TFA משפרת משמעותית את מסיסות המים, עדיפה בהרבה מפפטידים חופשיים, מה שהופך אותו מתאים לשיטות יישום שונות כגון ריסוס עלים והשקיית שורשים; נקודת התכה > 220 מעלות , ניתן לאחסן בטמפרטורת החדר בסביבה אטומה ומוגנת - קלה למשך 24 חודשים, ונשארת יציבה למשך 3 שנים לאחר האריזה מחדש ב -20 מעלות ; הוא עמיד לחומצות, אלקליות וחומרי הדברה נפוצים, מפגין יציבות שדה מצוינת; הטוהר של המרכיב הפרמצבטי הפעיל יכול להגיע ליותר מ-98%, עם זיהומים בודדים < 0.5% ולחות < 0.2%, העומדים בתקני הפרמקופאה לתכשירי פפטידים.
בהשוואה לחלבון פלגלין טבעי (כ-50kDa), המבנה הקטן של-המולקולה הליניארית של 22 פפטידים שלפלאגלין 22 TFAיש שלושה יתרונות עיקריים: אין אימונוגניות, ולא יפונה על ידי צמחים כחלבון זר; עמידות לפירוק פרוטאז, עם מחצית חיים- של 7-14 ימים בעלים או באדמה; וסינתזה פשוטה, עם תשואה כוללת של עד 70% בסינתזה של פפטידים מוצקים- וטוהר באופן עקבי מעל 98%, מה שהופך אותו למתאים לייצור תעשייתי- גדול.
תהליך הסינתזה של-שלב מוצק משתמש באסטרטגיית הגנה של Fmoc: באמצעות שרף Rink amid כנשא, חומצות אמינו מוגנות של Fmoc- מקושרות ברצף מקצה C-לקצה N-. לאחר ביקוע והסרת ההגנה, חומצות האמינו מטוהרות על ידי כרומטוגרפיה נוזלית-הפוכה-בשלב גבוה (RP-HPLC), לאחר מכן מומלחות בחומצה טריפלואורית, ומייבשות-הקפאה לקבלת התוצר הסופי. תהליך זה מקל על הסרת זיהומים, מפגין יציבות אצווה טובה ומאפשר ייצור בקנה מידה של-קילוגרם, העונה על הצרכים{11}הגדולים של חקלאות ומחקר מדעי.
חמש תכונות מבניות-עמוד שדרה ליניארי של 22-פפטיד, מוטיב מקשר של קולטן-N-טרמינלי, אזור מקשר אות ביניים, מבנה עיגון קרום טרמינלי C-ויצירת מלח TFA להמסה - מהווים את יתרונות הליבה של יעילות גבוהה של הפעלת TFAbile במים ב-Flagelin2: אחסון יציב, וסינתזה קלה לייצור המוני. זה מניח את הבסיס המולקולרי ליישומה באינדוקציה חיסונית של צמחים ובקרה ביולוגית.
היגיון ייזום חיסוני המזוהה עם FLS2
מנגנון הפעולה המרכזי שלפלאגלין 22 TFAמבוסס על זיהוי ספציפי מאוד של flg22 על ידי קולטן FLS2 על קרום התא הצמחי. Arabidopsis thaliana FLS2 הוא קולטן -כמו קינאז עשיר בחזרות לאוצין, המורכב מתחום חוץ תאי, תחום טרנסממברני ותחום קינאז תוך תאי. כאשר 22 חומצות האמינו של flg22 נקשרות לתחום החוץ-תאי של FLS2, הקולטן מתעמעם מיד ומגייס קולטן צד- נוסף, BAK1, ליצירת קומפלקס פעיל. ההרכבה של מתחם FLS2-BAK1 מסמנת את ה"אזעקה" הרשמית של מערכת החיסון הצמחית.
ברגע של הפעלת הקולטן, תחום הקינאז התוך תאי של FLS2 עובר אוטופוספורילציה, המתחיל מפל של התמרת אותות תוך תאית. אחד המשפיענים במעלה הזרם הוא NADPH oxidase RBOHD. עם ההפעלה, RBOHD מעביר אלקטרונים מ-NADPH ציטופלזמי לחמצן מולקולרי חוץ-תאי בממברנת הפלזמה, ויוצר אניוני סופראוקסיד. אניוני סופראוקסיד אלו עוברים חוסר פרופורציה במהירות על ידי סופראוקסיד דיסמוטאז למי חמצן, ויוצרים את "ההתפרצות הראשונה" של מיני חמצן תגובתיים. פרץ זה, הניתן לזיהוי תוך דקות מטיפול flg22, מייצג את האירוע הסלולרי המגיב המהיר ביותר במערכת החיסון של הצמח.
ההתפרצות של מיני חמצן תגובתיים (ROS) מפעילה מסלולי איתות מרובים במורד הזרם, כולל מפל החלבון קינאז המופעל במיטוגן, זרימת יוני סידן והפעלה של חלבונים תלויי סידן- (MAPK). הפעלה של מסלול האיתות MAPK מגבירה עוד יותר את אותות ההגנה, מה שמוביל בסופו של דבר לתכנות מחדש של גנים הקשורים להגנה- בתוך הגרעין. נתונים תעתיקים מראים שטיפול ב-flg22 יכול לגרום לשינויי ביטוי באלפי גנים בתוך שעות, כולל גנים המקודדים לחלבונים הקשורים לפתוגנזה, סינתזות ליגנין וסינתזות פיטואלקסין. מוצרי גנים אלו מבצעים פונקציות אנטיבקטריאליות ישירות או מחזקים את המחסום הפיזי של דופן התא.
בתאי שמירה על הסטומה, מסלול האיתות המופעל על ידי flg22 מוביל להצטברות סינרגטית של ROS ושל תחמוצת החנקן המשנית, גורם להפעלת פליטת יוני אשלגן וירידה בלחץ האוסמוטי, מה שמביא לסגירה סטומטית. אפקט ה"חסינות הסטומטית" הזה מונע פיזית מחיידקים לפלוש לפנים העלים דרך הסטומטה, ומשמשים כקו ההגנה הפיזי הראשון של הצמח מפני פתוגנים עלים. כאשר flg22 מטוהר מיושם באופן אקסוגני, התהליך אינו דורש נוכחות של פתוגנים, מה שמאפשר לחוקרים לחקור מסלולי איתות חיסוניים בתנאים סטריליים.
מלבד תגובות הגנה מקומיות, flg22 יכול גם לגרום להתנגדות נרכשת מערכתית בצמחים. כאשר עלים חשים באופן מקומי את אותות flg22, עלים לא מטופלים רחוק יותר נכנסים גם הם ל"מצב ערני", ומפגינים עמידות חזקה יותר להתקפות פתוגנים עוקבות. בייצור חקלאי, גילוי זה הוליד את הרעיון של "ממריצים חיסוניים"-המשתמשים בגורמים כגון flg22 כדי לגרום ליבולים למצב הגנה מוקדם יותר, מה שמפחית את השימוש בחומרי הדברה כימיים.
אמת מידה מולקולרית למחקר צמחי מודל
היישום הבוגר והנתמך ביותר-שלפלאגלין 22 TFAהוא כאגוניסט "תקן הזהב" בחקר חסינות מולדת של צמחים. בצמח המודל Arabidopsis thaliana, טיפול flg22 הפך להתייחסות סטנדרטית לחקר המודל- של חסינות מופעלת. חוקרים מעריכים בדרך כלל את עוצמת התגובות החיסוניות ברקמות הצמח על ידי מדידת התפרצויות של מיני חמצן תגובתיים, רמות זרחון MAPK או רמות הביטוי של גנים הגנה. מצב הפעלה "ללא פתוגן-" זה מבטל הפרעות ניסיוניות מחיידקים עצמם ונמצא בשימוש נרחב כדי להבהיר את המבנה הגנטי של מסלולי איתות חיסוניים.
במחקר יישומי על שיפור חסינות היבול, flg22 הוא גם כלי סקר רב עוצמה להערכת ביצועי עמידות. על ידי השוואת עוצמתם של פרצי חמצן תגובתיים לאחר טיפול ב-flg22 בזני צמחים או גנוטיפים שונים, מגדלים יכולים לסנן במהירות זנים בעלי חסינות חזקה יותר. מחקר משנת 2025 המשתמש בטיפול flg22 כדי לסנן קווים סובלניים של סלק סוכר-למלח מצא שטיפול מקדים אקסוגני של flg22 הפעיל את מסלול הביוסינתזה של פרולין בעלים של סלק סוכר. הצטברות פרולין מסייעת בשמירה על איזון הלחץ האוסמוטי הסלולרי וניקוי רדיקלים חופשיים, ובכך מפחיתה באופן משמעותי את ההשפעה המעכבת של לחץ מלחים על צמיחת הצמח. תגלית זו מרחיבה את היישום של flg22 מ"מעורר הגנה" פשוט למימד חדש: "סוכן מגן מפני מתח אביוטי".
במחקרים חוצי-תחומיים של תזונת חנקן וחסינות, flg22 משמש גם כהתייחסות סטנדרטית להפעלת הגנה. מחקר שפורסם ב- Plant Cell Reports בשנת 2026 מצא שתחת לחץ חנקן נמוך, התפרצויות של מיני חמצן תגובתיים שנגרמו על ידי flg22- והביטוי של גנים המגיבים לחומצה יסמונית בעלי מלפפון דוכא באופן משמעותי. כאשר הוסף flg22 אקסוגני, תגובת ההגנה בתנאי חנקן נמוכים הוגברה באופן משמעותי, בעוד שמצב הגידול הכולל ויעילות השימוש בחנקן של הצמחים שופרו. זה מצביע על כך ש-flg22 יכול לפצות חלקית על חוסרים חיסוניים הנגרמים מלחץ תזונתי ויש לו יישומים מבטיחים בחקלאות בת קיימא שמפחיתה את כמות הדשנים.
בזיהוי מפורט של אינטראקציות מולקולריות, flg22 הוא גם יעד תחרותי הכרחי. על ידי פתרון התצורה התלת-ממדית-של קומפלקס FLS2-flg22 באמצעות טכניקות ביולוגיה מבניות, החוקרים זיהו לא רק את שיירי חומצות האמינו העיקריות המזהות את flg22 אלא גם חשפו את המנגנון המולקולרי של BAK1 כקולטן-. מחקר פורץ דרך משנת 2025 השתמש בספקטרוסקופיה של פלואור-19 NMR כדי לעקוב אחר קינטיקה הקישורית של flg22 ו-FLS2 בטמפרטורות שונות, וגילה כי לכיס הזיהוי של FLS2 יש גמישות קונפורמטיבית, המאפשרת לקולטן לשמור על רגישות ל-flg22 בטווח טמפרטורות רחב. ממצאים בסיסיים אלו מספקים מטרות מולקולריות לגידול עמידות למחלות יבולים ומציעים עקרונות עיצוב רציונליים לתכנון מעוררי חיסון סינתטיים רחבי טווח.
פלאגלין 22 TFAשימש גם לחקר התופעה של "זיכרון חיסון". ב-Arabidopsis, כאשר צמחים עברו-גירוי מראש עם ריכוזים נמוכים של flg22 ולאחר מכן-מאגרים עם ריכוזים גבוהים של flg22 או פתוגנים מספר ימים לאחר מכן, תגובת ההגנה של הצמח הייתה מהירה ואינטנסיבית יותר מזו של קבוצת הביקורת שלא טופלה. תופעה זו ידועה בשם "רגישות הגנה". באמצעות מודל זה, חוקרים גילו מספר גורמים משנים כרומטין- המווסתים את הזיכרון החיסוני, ומספקים רמזים מולקולריים להבנת האופן שבו צמחים "זוכרים" את איומי העבר.
יישומים צולבים-דיסציפלינאריים של תוספים חיסוניים ובריאות בעלי חיים
התוצאות הראו כי מתן פומי של flg22 העלה משמעותית את רמת האימונוגלובולין A (sIgA) הפריש ברירית הג'ג'ונלית. sIgA היא מולקולת אפקטור עיקרית של מערכת החיסון הרירית, המסוגלת לנטרל פתוגנים ולמנוע היצמדותם לתאי אפיתל מעיים. בניסויי אתגר סלמונלה, פטיות שטופלו מראש ב-flg22 הראו שיעורי הישרדות משופרים משמעותית, התאוששות מהירה יותר במשקל ועומס סלמונלה מופחת משמעותית בצואה. תוצאה זו לא רק מאשרת את ההשפעה המפעילה החיסונית- של flg22 בעופות, אלא גם חושפת את היתכנותו של דרך הניהול הפומית הנוחה, שיש לה השלכות מעשיות משמעותיות על חקלאות-בקנה מידה גדול.
ברמת התזונה לבעלי חיים, פטיות שטופלו ב-flg22 הראו יחסי המרת מזון טובים יותר ועלייה יומית במשקל. רמות החנקן של אוריאה בסרום בפטומים בני 20- ימים הופחתו באופן משמעותי, בעוד שרמות החלבון והאלבומין הכוללות עלו, מה שמצביע על כך ש-flg22 עשוי לשפר את הניצול המטבולי של חלבון. flg22 גם סידר את הרכב המיקרוביוטה של המעי, והגדיל את היחס בין Firmicutes ל-Bacteroidetes, שינוי בקורלציה חיובית עם יעילות הזנה משופרת. ממצאים אלו מצביעים על כך ש-flg22 הוא לא רק מפעיל חיסוני אלא גם תוסף מזון פונקציונלי פוטנציאלי לשיפור הבריאות הכללית של בעלי החיים וביצועי הייצור.
היישום שלפלאגלין 22 TFAבחיסונים וטרינרים ראוי לציין גם. מכיוון ש-flg22 הוא בעצמו פתוגן-דפוס מולקולרי משויך, הוא יכול להפעיל ישירות קולטנים לזיהוי דפוסים בתאי מארח שונים. בניסוחי חיסונים, flg22 יכול לשמש כ"אות סכנה" להגברת האימונוגניות של אנטיגנים. חוקרים ערבבו סלמונלה מומתת עם flg22 כדי ליצור חיסון מומת ומצאו שבהשוואה לשימוש בחיידקים מומתים בלבד, לקבוצת החיסונים עם תוספת flg22 היו רמות נוגדנים ספציפיות בסרום- גבוהות יותר לאחר החיסון ועלייה של כ-30% בהגנה לאחר אתגר. תוצאה זו מצביעה על כך של-flg22 יש פוטנציאל לשמש כתוסף חיסון חדש, המתאים במיוחד לחקלאות אינטנסיבית של עופות ובעלי חיים אחרים בעלי חשיבות כלכלית.
לבסוף, בתחומי בטיחות המזון ובדיקות מיקרוביולוגיות, flg22 התרחבה ממחקר אימונולוגיה מסורתית של צמחים לפלטפורמות מחקר לבריאות המעיים של בעלי חיים ובני אדם. טיפוח-שיתוף של flg22 עם אורגנואידים של המעי האנושי מאפשר להעריך את ההשפעה של מוצרים חיידקיים על תפקוד מחסום הרירית. מכיוון שהקולטן ל-FLS2 הוא ספציפי-לצמח וחסר לו הומולוגים בתאי יונקים, ההשפעה המגרה הישירה של flg22 על תאי בעלי חיים מוגבלת. זה מסביר מדוע השפעת flg22 שנצפה בניסויי פטם מתמקדת בעיקר בוויסות עקיף של מחסום האפיתל ותאי החיסון, במקום הפעלה ישירה של מסלולי איתות כמו FLS2-. הרגולציה של חסינות בעלי חיים על ידי flg22 מסתמכת כנראה על האינטראקציות העקיפות שלו עם מיקרוביוטה של המעי או תאים המציגים אנטיגן; מנגנון זה דורש בירור נוסף.
מַסְקָנָה
Flagelin 22 TFA, עם עמוד השדרה השמור של פפטיד 22- הליניארי הייחודי שלו, מייסד מנגנון ליבה להפעלת קולטן FLS2/BAK1, מפל איתות חיסוני PTI ותגובת הגנה מרובה-. זה מאפשר עמידות רחבה למחלות- בגידולים, שימור פירות וירקות, ויישום במחקר מדעי, מה שהופך אותו למגוון נקודתי עבור מעוררי חיסון צמחיים. ברמה המבנית המולקולרית, מוטיב הקישור לקולטן N-, אזור מקשר האותות הביניים, מבנה עיגון הממברנה המסוף C ומסיסת יצירת מלח TFA מניחים את הבסיס המבני לפעילותו הגבוהה, היציבות הגבוהה ומסיסות המים הטובה שלו.
Xi'an Faithful BioTech Co., Ltd. מזמינה באהבה אנשי מקצוע בתעשייה ללמוד על יוצא דופן שלנופלאגלין 22 TFAיכולות ייצור ופתרונות B2B מקיפים. המוצרים שלנו בדרגת-התרופות הם באיכות מעולה, במחיר תחרותי, ומוצעים עם משלוח עולמי אמין דרך רשת הפצה- מבוססת היטב. אנא צור קשר עם הצוות שלנו (allen@faithfulbio.com) כדי לבקש דוגמאות ולדון בפתרונות ניסוח מותאמים אישית המותאמים לצרכים הספציפיים שלך. Xi'an Faithful BioTech מחויבת למצוינות, לעמידה קפדנית בתקנות הרלוונטיות ולתמיכת לקוחות מקצועית, בשאיפה לספק עבורך חוויה יוצאת דופן.
הפניות
- BenchChem. (2026). Flagellin 22 (flg22) גיליון נתונים טכני של מלח TFA.
- Bojun Lu, et al. (2016). תגובות הגנה בגמטופיטים נשיים של Saccharina japonica (Phaeophyta) המושרה על ידי פפטידים שמקורם ב-flg22. Journal of Applied Phycology, 28(3), 1723-1732.
- Chai, Y., & Jin, H. (2025). הפעלת קומפלקס קולטן FLS2/BAK1 ואיתת PTI בחסינות הצמח. סקירה שנתית של ביולוגיה של צמחים, 76, 589-615.
- InvivoChem. (2025). מדריך למוצר Flagelin 22 TFA (V77011).
- MedChemExpress. (2025). פרוטוקול הפעילות הביולוגית של Flagelin 22 (TFA) (HY-P1568A-5mg).
- SB-PEPTIDE. (2026). גיליון המפרט של Flagellin 22 (flg22).
- Zipfel, C., et al. (2004). פלגלין מעורר החיידק מפעיל את קינאז קולטן Arabidopsis FLS2. טבע, 428(6984), 764-767.