Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Фитотоксинов )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Фитотоксины - это вещества, которые ядовиты или токсичны для роста растений. Фитотоксические вещества могут быть результатом деятельности человека, например, гербицидов , или они могут быть продуцированы растениями, микроорганизмами или естественными химическими реакциями. [1]

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

Токсины, вырабатываемые растениями [ править ]

Алкалоиды [ править ]

Алкалоиды получают из аминокислот и содержат азот . [5] Они важны с медицинской точки зрения, поскольку влияют на компоненты нервной системы, влияющие на мембранный транспорт , синтез белка и активность ферментов . У них обычно горький вкус. Алкалоиды обычно оканчиваются на -ин ( кофеин , никотин , кокаин , морфин , эфедрин ).

Терпены [ править ]

Терпены состоят из нерастворимых в воде липидов и синтезируются из ацетил-КоА или основных промежуточных продуктов гликолиза [6]. Они часто заканчиваются -ол ( ментол ) и составляют большинство эфирных масел растений.

  • Монотерпены содержатся в голосеменных растениях и накапливаются в смоляных протоках и могут выделяться после того, как насекомое начинает питаться, чтобы привлечь естественных врагов насекомого.
  • Сесквитерпены имеют горький вкус для человека и обнаруживаются на железистых волосках или подкожных пигментах.
  • Дитерпены содержатся в смоле и блокируют кормление насекомых. Таксол , важный противоопухолевый препарат, входит в эту группу.
  • Тритерпены имитируют гормон линьки насекомых экдизон , нарушая линьку и развитие, и часто приводят к летальному исходу. Обычно они содержатся в цитрусовых и производят горькое вещество, называемое лимоноидом, которое препятствует питанию насекомых.
  • Гликозиды состоят из одного или нескольких сахаров в сочетании с агликоном , не являющимся сахаром , который обычно определяет уровень токсичности . Цианогенные гликозиды содержатся во многих семенах растений, таких как вишня , яблоки и сливы . Цианогенные гликозиды производят цианид и чрезвычайно ядовиты. Карденолиды имеют горький вкус и влияют на АТФазы, активируемые NA + / K + в сердце человека, они могут замедлять или усиливать частоту сердечных сокращений. Сапонины содержат жиро- и водорастворимые компоненты с моющими свойствами. Сапонины образуют комплексы со стеролами и мешают их усвоению.

Фенолики [ править ]

Фенольные смолы состоят из гидроксильной группы, связанной с ароматическим углеводородом . Фуранокумарин является фенольным веществом и не токсичен, пока не активируется светом. Фуранокумарин блокирует транскрипцию и репарацию ДНК . Дубильные вещества - еще одна группа фенольных соединений, важных для дубления кожи . Лигнины , также являющиеся группой фенольных соединений, являются наиболее распространенными соединениями на Земле и помогают проводить воду в стеблях растений и заполнять пространства в клетках.

Вещества, токсичные для растений [ править ]

Гербициды [ править ]

Гербициды обычно мешают росту растений и часто имитируют гормоны растений.

  • Ингибиторы АССазы убивают травы и подавляют первую стадию синтеза липидов, ацетил-КоА-карбоксилазу , тем самым влияя на продукцию клеточных мембран в меристемах . Они не поражают двудольные растения. [7]
  • Ингибиторы БАС влияют на травы и двудольные растения, подавляя первую стадию синтеза некоторых аминокислот, синтез ацетолактата . Растения постепенно испытывают нехватку этих аминокислот, и в конечном итоге синтез ДНК прекращается.
  • Ингибиторы ESPS воздействуют на травы и двудольные растения, подавляя первую стадию синтеза триптофана , фенилаланина и тирозина , фермента энолпирувилшикимат-3-фосфатсинтазы.
  • Ингибиторы фотосистемы II уменьшают поток электронов от воды к НАДФН 2+, заставляя электроны накапливаться на молекулах хлорофилла и происходить избыточное окисление . Растение со временем погибнет.
  • Синтетический ауксин имитирует растительные гормоны и может влиять на мембрану растительной клетки.

Бактериальные фитотоксины [ править ]

  • Табтоксин производится Pseudomonas syringae pv. tabaci, которые могут вызвать повышение токсичных концентраций аммиака . Это накопление аммиака вызывает хлороз листьев . [8]
  • Гликопептиды продуцируются рядом бактерий и показаны при развитии болезни. [8] Гликопептид из Corynebacterium sepedonicum вызывает быстрое увядание и маргинальный некроз . Токсин Corynebacterium insidiosum вызывает закупорку стебля растения, препятствуя движению воды между клетками. [8] Amylovorin является полисахарид из Erwinia amylovora и вызывает увядание в розоцветных растений. Полисахарид из Xanthomonas campestris препятствует потоку воды через флоэму, вызывая черную гниль в капусте.
  • Фазеолотоксин представляет собой модифицированный трипептид [Nδ- (N′-сульфодиаминофосфинил) -орнитилаланил-гомоаргинин], продуцируемый некоторыми штаммами Pseudomonas syringae pv. phaseolicola , Pseudomonas syringae pv. actinidiae и штамм Pseudomonas syringae pv. syringae CFBP 3388. [9] [10] [11]Фазеолотоксин является обратимым ингибитором 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, продуцируемый Rhizobium japonicum , заставляет корневые клубеньки некоторых растений сои становиться хлоротичными.

См. Также [ править ]

  • Токсальбумин
  • Фитотоксичность

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Научная энциклопедия: биохимия" http://science.jrank.org/pages/39180/phytotoxin.html 2010/4/5.
  2. ↑ Raven, Peter H, Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn: «Биология растений», страницы 27-33.
  3. ↑ Ивасаки, S (апрель 1998 г.). «Природные органические соединения, влияющие на функции микротрубочек». Yakugaku Zasshi . 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. ^ a b c Strobel, Гэри А. 1977 г. Ежегодный обзор микробиологии «Бактериальные фитотоксины». 31: 205-224
  9. ^ Bender CL, Alarcón-Chaidez F, Gross DC, 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, не принадлежащий к pathovar phaseolicola, продуцирует фазеолотоксин. Европейский журнал патологии растений 101, 483-490
  11. ↑ Murillo J, Bardaji L, Navarro de la Fuente L, Führer ME, Aguilera S, Alvarez-Morales A, 2011. Различия в сохранении кластера для биосинтеза фитотоксина, фазаолотоксина в Pseudomonas syringae, предполагает как минимум два события горизонтального приобретения. Исследования в области микробиологии 162, 253-261
  12. ^ Bachmann AS, Matile P, Slusarenko AJ, 1998. Ингибирование активности орнитиндекарбоксилазы с помощью фазеолотоксина: влияние на производство симптомов гало-гнили французской фасоли. Физиологическая и молекулярная патология растений 53, 287-299.