Фитотоксин - Phytotoxin

Фитотоксины вещества, которые ядовиты или токсичный к росту растений. Фитотоксические вещества могут быть результатом деятельности человека, например, гербициды, или они могут производиться растениями, микроорганизмами или естественными химическими реакциями.[1]

Этот термин также используется для описания токсичных химических веществ, вырабатываемых самими растениями, которые действуют как защитные агенты против своих хищников. Большинство примеров, относящихся к этому определению фитотоксина, относятся к различным классам вторичные метаболиты, включая алкалоиды, терпены, и особенно фенольные смолы, хотя не все такие соединения токсичны или служат защитным целям.[2] Фитотоксины также могут быть токсичными для человека.[3][4]

Токсины, вырабатываемые растениями

Алкалоиды

Алкалоиды получены из аминокислоты, и содержать азот.[5] Они важны с медицинской точки зрения, поскольку влияют на компоненты нервная система влияющий мембранный транспорт, синтез белка, и фермент виды деятельности. У них обычно горький вкус. Алкалоиды обычно оканчиваются на минус (кофеин, никотин, кокаин, морфий, эфедрин ).

Терпены

Терпены сделаны из нерастворимых в воде липиды, и синтезирован из ацетил-КоА или основные промежуточные продукты гликолиз[6] Они часто заканчиваются на -ol (ментол ) и содержат большинство эфирных масел растений.

  • Монотерпены находятся в голосеменные и собрать в смола протоков и может быть выпущен после того, как насекомое начнет питаться, чтобы привлечь естественных врагов насекомого.
  • Сесквитерпены горьки для людей и встречаются на железистые волосы или субдермальные пигменты.
  • Дитерпены содержатся в смоле и блокируют кормление насекомых. Таксол, важный противораковый препарат входит в эту группу.
  • Тритерпены имитировать гормон линьки насекомых экдизон, нарушает линьку и развитие и часто приводит к летальному исходу. Обычно они встречаются в Цитрусовый фрукт, и производят горькое вещество, называемое лимоноид это сдерживает кормление насекомых.
  • Гликозиды состоят из одного или нескольких сахаров в сочетании с не сахароподобным агликон, который обычно определяет уровень токсичность. Цианогенный гликозиды содержатся во многих семенах растений, таких как вишня, яблоки, и сливы. Цианогенные гликозиды производят цианид и чрезвычайно ядовиты. Карденолиды имеют горький вкус и влияние NA + / K + активировано АТФазы в сердце человека они могут замедлять или усиливать частоту сердечных сокращений. Сапонины содержат липидные и водорастворимые компоненты с моющими свойствами. Сапонины образуют комплексы с стеролы и мешают их усвоению.

Фенолики

Фенолики состоят из гидроксильной группы, связанной с ароматическим углеводород. Фуранокумарин является фенольным и нетоксичным до активации светом. Фуранокумарин блокирует транскрипцию и восстановление ДНК. Танины - еще одна группа фенольных соединений, важных для дубление кожи. Лигнины, также группа фенольных соединений, являются наиболее распространенными соединениями на Земле и помогают проводить воду в стеблях растений и заполнять пространства в клетках.

Вещества, токсичные для растений

Гербициды

Гербициды обычно мешают росту растений и часто имитируют гормоны растений.

  • Ингибиторы АССазы убивают травы и подавляют первую ступень синтеза липидов, ацетил-КоА карбоксилаза, тем самым влияя на продукцию клеточных мембран в меристемы. Они не поражают двудольные растения.[7]
  • Ингибиторы БАС влияют на травы и двудольные растения, подавляя первую стадию синтеза некоторых аминокислот, ацетолактат синтез. Растения постепенно испытывают недостаток этих аминокислот, и в конечном итоге синтез ДНК прекращается.
  • Ингибиторы ESPS воздействуют на травы и двудольные растения, подавляя первую стадию синтеза триптофан, фенилаланин и тирозин, фермент энолпирувилшикимат-3-фосфатсинтаза.
  • Фотосистема II Ингибиторы снижают электрон поток из воды в НАДФН2+ заставляя электроны накапливаться на хлорофилл молекулы и избыток окисление происходить. Растение со временем умрет.
  • Синтетический Ауксин имитирует гормоны растений и может влиять на мембрану растительной клетки.

Бактериальные фитотоксины

  • Табтоксин производится Pseudomonas syringae pv. Tabaci которые могут вызвать токсические концентрации аммиак построить. Это накопление аммиака приводит к тому, что листья хлороз.[8]
  • Гликопептиды продуцируются рядом бактерий и показаны при развитии болезни.[8] А гликопептид из Коринебактерии сепедоникум вызывает быстрое увядание и маргинальное некроз. Токсин от Коринебактерии insidiosum вызывает закупорку стебля растения, препятствуя движению воды между клетками.[8] Амиловорин - это полисахарид из Эрвиния амиловора и вызывает увядание розоцветных растений. Полисахарид из Xanthomonas campestris препятствует прохождению воды через флоэма вызывая черную гниль капусты.
  • Фазеолотоксин представляет собой модифицированный трипептид [Nδ- (N′-сульфодиаминофосфинил) -орнитилаланил-гомоаргинин], продуцируемый некоторыми штаммами Pseudomonas syringae pv. фазоликола, Pseudomonas syringae pv. актинидии и напряжение Pseudomonas syringae pv. сиринги CFBP 3388.[9][10][11] Фазеолотоксин - обратимый ингибитор фермента орнитинкарбамоилтрансферазы (OCTase; EC 2.1.3.3), который катализирует образование цитруллина из орнитина и карбамоилфосфата в пути биосинтеза аргинина. Фазеолотоксин является эффективным ингибитором активности октазы из растений, млекопитающих и бактерий и вызывает фенотипическую потребность в аргинине. Кроме того, фазеолотоксин ингибирует фермент орнитиндекарбоксилазу (EC 4.1.1.17), который участвует в биосинтезе полиаминов.[12]
  • Ризобиотоксин, производимый Rhizobium japonicum, приводит к тому, что корневые клубеньки некоторых растений сои становятся хлоротичными.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Научная энциклопедия: биохимия» http://science.jrank.org/pages/39180/phytotoxin.html 2010/4/5.
  2. ^ Рэйвен, Питер Х, Рэй Ф. Эверт, Сьюзен Э. Эйххорн: «Биология растений», страницы 27-33.
  3. ^ Ивасаки, С. (апрель 1998 г.). «Природные органические соединения, влияющие на функции микротрубочек». Якугаку Засши. 118 (4): 112–26. PMID  9564789.
  4. ^ Бьелданес, Леонард; Сибамото, Такаюки (2009). Введение в пищевую токсикологию (2-е изд.). Берлингтон: Эльзевир. п. 124. ISBN  9780080921532.
  5. ^ Зейгер; Таиз, Л. «Защита растений». Физиология растений. С. 349–376.
  6. ^ Науки о растениях «Ядовитые растения». страницы 170-175.[требуется полная цитата ]
  7. ^ Пайк, Дэвид Р., Аарон Хагер, "Как действуют гербициды" http://wed.aces.uiuc.edu/vista/pdf_pubs/herbwork.pdf[постоянная мертвая ссылка ]
  8. ^ а б c Strobel, Gary A. 1977. Annual Review Microbiology "Бактериальные фитотоксины". 31: 205-224
  9. ^ Бендер С.Л., Аларкон-Чайдес Ф., Гросс Д.К., 1999. Фитотоксины Pseudomonas syringae: механизм действия, регуляция и биосинтез пептидными и поликетидсинтетазами. Обзоры микробиологии и молекулярной биологии 63, 266-292
  10. ^ Tourte C, Manceau C, 1995. Штамм Pseudomonas syringae, который не принадлежит к патоварному фазеоликолу, продуцирует фазеолотоксин. Европейский журнал патологии растений 101, 483-490
  11. ^ Мурильо Дж., Бардаджи Л., Наварро де ла Фуэнте Л., Фюрер М. Э., Агилера С., Альварес-Моралес А., 2011. Различия в сохранении кластера для биосинтеза фитотоксина, фазаолотоксина в Pseudomonas syringae, предполагают по крайней мере два события горизонтального накопления. Исследования в области микробиологии 162, 253-261
  12. ^ Бахманн А.С., Матил П., Слюсаренко А.Дж., 1998. Ингибирование активности орнитиндекарбоксилазы с помощью фазеолотоксина: влияние на производство симптомов при гало-фитофторозе французской фасоли. Физиологическая и молекулярная патология растений 53, 287-299.