Fytotoxin - Phytotoxin - Wikipedia

Fytotoxiny jsou látky, které jsou jedovaté nebo toxický k růstu rostlin. Fytotoxické látky mohou být výsledkem lidské činnosti, stejně jako u herbicidy, nebo mohou být produkovány rostlinami, mikroorganismy nebo přirozeně se vyskytujícími chemickými reakcemi.[1]

Termín je také používán k popisu toxických chemikálií produkovaných samotnými rostlinami, které fungují jako obranná činidla proti jejich predátorům. Většina příkladů týkajících se této definice fytotoxinu jsou členy různých tříd sekundární metabolity, počítaje v to alkaloidy, terpeny a zejména fenoly, i když ne všechny tyto sloučeniny jsou toxické nebo slouží k obranným účelům.[2] Fytotoxiny mohou být také toxické pro člověka.[3][4]

Toxiny produkované rostlinami

Alkaloidy

Alkaloidy jsou odvozeny od aminokyseliny a obsahují dusík.[5] Jsou medicínsky důležité tím, že zasahují do složek nervový systém ovlivňující membránový transport, proteosyntéza, a enzym činnosti. Obecně mají hořkou chuť. Alkaloidy obvykle končí na -ine (kofein, nikotin, kokain, morfium, efedrin ).

Terpeny

Terpeny jsou vyrobeny z nerozpustných ve vodě lipidy a syntetizovány z acetyl-CoA nebo základní meziprodukty z glykolýza[6] Často končí na -ol (mentol ) a zahrnují většinu rostlinných éterických olejů.

  • Monoterpeny se nacházejí v gymnospermy a shromažďovat v pryskyřice kanály a mohou se uvolnit poté, co se hmyz začne krmit, aby přilákal přirozené nepřátele hmyzu.
  • Sesquiterpeny jsou pro lidi hořkou ochutnávkou a lze je nalézt na žlázové chloupky nebo podkožní pigmenty.
  • Diterpeny jsou obsaženy v pryskyřici a blokují a odrazují od krmení hmyzu. Taxol, v této skupině se nachází důležitý protinádorový lék.
  • Triterpeny napodobují hormon líhnutí hmyzu ekdyson narušuje línání a vývoj a je často smrtelný. Obvykle se nacházejí v citrusové ovoce a produkují hořkou látku zvanou limonoid který odrazuje krmení hmyzem.
  • Glykosidy jsou vyrobeny z jednoho nebo více cukrů kombinovaných s necukrovým aglykon, která obvykle určuje úroveň toxicita. Kyanogenní glykosidy se nacházejí v mnoha rostlinných semenech třešně, jablka, a švestky. Produkují kyanogenní glykosidy kyanid a jsou extrémně jedovaté. Cardenolides mít hořkou chuť a vliv NA + / K + aktivován ATPázy v lidském srdci mohou zpomalit nebo posílit srdeční frekvenci. Saponiny mají složky rozpustné v tucích a ve vodě s detergentními vlastnostmi. Saponiny tvoří komplexy s steroly a zasahovat do jejich příjmu.

Fenolika

Fenolika jsou vyrobeny z hydroxylové skupiny vázané na aromatickou skupinu uhlovodík. Furanokumarin je fenolický a je netoxický, dokud není aktivován světlem. Furanokumarin blokuje transkripci a opravu DNA. Triesloviny jsou další skupinou fenolik důležitých v činění kůže. Ligniny, také skupina fenolik, jsou nejběžnějšími sloučeninami na Zemi a pomáhají vést vodu ve stoncích rostlin a vyplňovat mezery v buňce.

Látky toxické pro rostliny

Herbicidy

Herbicidy obvykle interferují s růstem rostlin a často napodobují rostlinné hormony.

  • Inhibitory ACCase zabíjejí trávy a inhibují první krok syntézy lipidů, acetyl-CoA karboxyláza, což ovlivňuje produkci buněčné membrány v meristémy. Nemají vliv na dvouděložné rostliny.[7]
  • Inhibitory ALS ovlivňují trávy a dvouděložné rostliny inhibicí prvního kroku v syntéze některých aminokyselin, acetolaktát syntéza. Rostliny tyto aminokyseliny pomalu hladoví a nakonec se zastaví syntéza DNA.
  • Inhibitory ESPS ovlivňují trávy a dvouklíčné rostliny inhibicí prvního kroku syntézy tryptofan, fenylalanin a tyrosin enzym enolpyruvylshikimát 3-fosfát syntáza.
  • Photosystem II Inhibitory snižují elektron průtok z vody do NADPH2+ což způsobuje hromadění elektronů chlorofyl molekuly a přebytek oxidace nastat. Rostlina nakonec zemře.
  • Syntetický Auxin napodobuje rostlinné hormony a může ovlivňovat membránu rostlinných buněk.

Bakteriální fytotoxiny

  • Tabtoxin vyrábí Pseudomonas syringae pv. tabaci které mohou způsobit toxické koncentrace amoniak vybudovat. Toto hromadění amoniaku způsobuje list chloróza.[8]
  • Glykopeptidy jsou produkovány řadou bakterií a byly indikovány ve vývoji onemocnění.[8] A glykopeptid z Corynebacterium sepedonicum způsobuje rychlé vadnutí a marginální nekróza. Toxin z Corynebacterium insidiosum způsobí ucpání rostlinného kmene interferující s pohybem vody mezi buňkami.[8] Amylovorin je polysacharid z Erwinia amylovora a způsobuje vadnutí růžových rostlin. Polysacharid z Xanthomonas campestris brání průtoku vody phloem způsobující černou hnilobu v zelí.
  • Faseolotoxin je modifikovaný tripeptid [Nδ- (N'-sulfodiaminofosfinyl) -ornityl-alanyl-homoarginin] produkovaný určitými kmeny Pseudomonas syringae pv. Phaseolicola, Pseudomonas syringae pv. aktinidie a namáhat Pseudomonas syringae pv. stříkačky CFBP 3388.[9][10][11] Faseolotoxin je reverzibilní inhibitor enzymu ornithin karbamoyltransferázy (OCTase; EC 2.1.3.3), který katalyzuje tvorbu citrulinu z ornithinu a karbamoylfosfátu v biosyntetické dráze argininu. Faseolotoxin je účinným inhibitorem aktivity OCTázy z rostlinných, savčích a bakteriálních zdrojů a způsobuje fenotypovou potřebu argininu. Phaseolotoxin dále inhibuje enzym ornithin dekarboxylázu (EC 4.1.1.17), který se podílí na biosyntéze polyaminů.[12]
  • Rhizobiotoxin, produkovaný Rhizobium japonicum, způsobuje chlorotické kořenové uzliny některých rostlin sójových bobů.

Viz také

Reference

  1. ^ „Science Encyclopedia: Biochemistry“ http://science.jrank.org/pages/39180/phytotoxin.html 2010/4/5.
  2. ^ Raven, Peter H, Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn: „Biologie rostlin“, strany 27–33.
  3. ^ Iwasaki, S (duben 1998). "Přírodní organické sloučeniny, které ovlivňují funkce mikrotubulů". Yakugaku Zasshi. 118 (4): 112–26. PMID  9564789.
  4. ^ Bjeldanes, Leonard; Shibamoto, Takayuki (2009). Úvod do toxikologie potravin (2. vyd.). Burlington: Elsevier. p. 124. ISBN  9780080921532.
  5. ^ Zeiger; Taiz, L. "Defence rostlin". Fyziologie rostlin. 349–376.
  6. ^ Vědy o rostlinách „Jedovaté rostliny“. stránky 170-175.[úplná citace nutná ]
  7. ^ Pike, David R., Aaron Hager, „Jak fungují herbicidy“ http://wed.aces.uiuc.edu/vista/pdf_pubs/herbwork.pdf[trvalý mrtvý odkaz ]
  8. ^ A b C Strobel, Gary A. 1977. Annual Review Microbiology "Bacterial Phytotoxins. 31: 205-224
  9. ^ Bender CL, Alarcón-Chaidez F, Gross DC, 1999. Fytotoxiny Pseudomonas syringae: způsob účinku, regulace a biosyntéza peptidovými a polyketidovými syntetázami. Recenze mikrobiologie a molekulární biologie 63, 266-292
  10. ^ Tourte C, Manceau C, 1995. Kmen Pseudomonas syringae, který nepatří do pathovar phaseolicola, produkuje fázolotoxin. European Journal of Plant Pathology 101, 483-490
  11. ^ Murillo J, Bardaji L, Navarro de la Fuente L, Führer ME, Aguilera S, Alvarez-Morales A, 2011. Variace v konzervaci klastru pro biosyntézu fytotoxinu fázolotoxinu v Pseudomonas syringae naznačuje alespoň dvě události horizontálního získání. Výzkum v mikrobiologii 162, 253-261
  12. ^ Bachmann AS, Matile P, Slusarenko AJ, 1998. Inhibice aktivity ornithin dekarboxylázy fázolotoxinem: Důsledky pro produkci příznaků v halo plíseň francouzské fazole. Fyziologická a molekulární rostlinná patologie 53, 287-299.