“系统素”的意思、由来-中文百科全书

发现与分离

众所周知番茄叶一旦被昆虫咬伤后，会促进蛋白酶抑制剂（proteinase inhibitor）基因的表达。美国华盛顿大学Ryan教授的研究组在检测蛋白酶抑制剂基因表达的活化物质时，Pearce等人发现了应答昆虫食害等的蛋白酶抑制剂基因表达的活化蛋白质，称其为系统素（systemin），它是由18个氨基酸组成的多肽信号传递分子。他们用高效液相层析法（HPLC）从27公斤番茄叶中分离到1.0 μg的系统素。除此之外，在土豆（Pearce等，1991）、羽扇豆（lupine、Radlowski等，1997）中已提取到系统素。但是否在植物中广泛存在还不太清楚。

系统素的生理作用

植物被昆虫食害后，系统素从伤害处传遍未受伤害的部分，促进蛋白酶抑制剂基因的活化和转录，从而增加蛋白酶抑制剂的合成，防御昆虫的食害（Narvaez-Vasquez等，1995）。

Orozco-Cardenas等（1993）将反义蛋白酶抑制剂基因转入番茄中，得到蛋白酶抑制剂减少的转基因植株，将其叶喂养烟草天蛾幼虫，幼虫的生长量比喂养正常番茄叶的生长量增加了三倍。

Bergey等（1996）认为系统素与动物的蛋白激素一样是作为聚合肽系统素（200个氨基）被合成的，经过组装加工后变成系统素。当植物的叶被虫咬伤时，系统素通过质外体（apoplast）运输到达其它细胞，与质膜上的系统素受体蛋白结合，将信号传导到细胞内，其信号搭载亚油酸（linoleicacid）代谢成茉莉酮（jasmone）的途径而传导，激活蛋白酶抑制剂基因，促进防御蛋白质的合成。这与寡半乳糖醛（galacturone）和脱乙酰壳多糖（chitosan）的作用相似。Schaller和Ryan（1994）证实质膜上候补系统素受体的存在，并得到50kD的受体蛋白质（SBP50）。Pearce等也认为系统素是与动物蛋白激素类似的多肽。但系统素是作为聚合肽系统素而合成的，与动物中分泌型蛋白激素——胰岛素（insulin）不同，在聚合肽中不存在信号肽。即胰岛素在粗面内质网结合型核糖体中合成，通过信号肽分泌到内质网腔中，而系统素是在细胞质游离核糖体中合成。

McGurl等（1994）对系统素的运输作了有趣的实验，将系统素基因导入烟草，得到蛋白酶抑制剂过量合成的转基因植株。用此植株作为砧木，未转基因的植株作为接穗，在嫁接植株上并未受伤的接穗部分中蛋白酶抑制剂含量提高到与砧木相同的水平。由此可见，系统素的运输与伤害无关，而与砧木中系统素的含量有关。

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Yang G X, Shen S H et al, 1999. Plant Biotechnology,16:231～234

词条	系统素
释义	系统素（Systemin）是植物受到机械伤害或昆虫侵害时在细胞质中产生的具有信号传导作用的内源多肽物质，也是植物伤害生理领域研究中最关键的因素之一。随着对植物生长、发育和胁迫相关的生物活性物质的进一步研究，研究者们不断发现新的植物激素，系统素的发现即是继植物甾体类激素——油菜素内酯发现后又一个新的里程碑。它的发现是植物激素研究上的重大突破，为植物激素的进一步深入研究开辟了一条崭新的道路。发现与分离系统素的生理作用相关文章发现与分离众所周知番茄叶一旦被昆虫咬伤后，会促进蛋白酶抑制剂（proteinase inhibitor）基因的表达。美国华盛顿大学Ryan教授的研究组在检测蛋白酶抑制剂基因表达的活化物质时，Pearce等人发现了应答昆虫食害等的蛋白酶抑制剂基因表达的活化蛋白质，称其为系统素（systemin），它是由18个氨基酸组成的多肽信号传递分子。他们用高效液相层析法（HPLC）从27公斤番茄叶中分离到1.0 μg的系统素。除此之外，在土豆（Pearce等，1991）、羽扇豆（lupine、Radlowski等，1997）中已提取到系统素。但是否在植物中广泛存在还不太清楚。系统素的生理作用植物被昆虫食害后，系统素从伤害处传遍未受伤害的部分，促进蛋白酶抑制剂基因的活化和转录，从而增加蛋白酶抑制剂的合成，防御昆虫的食害（Narvaez-Vasquez等，1995）。 Orozco-Cardenas等（1993）将反义蛋白酶抑制剂基因转入番茄中，得到蛋白酶抑制剂减少的转基因植株，将其叶喂养烟草天蛾幼虫，幼虫的生长量比喂养正常番茄叶的生长量增加了三倍。 Bergey等（1996）认为系统素与动物的蛋白激素一样是作为聚合肽系统素（200个氨基）被合成的，经过组装加工后变成系统素。当植物的叶被虫咬伤时，系统素通过质外体（apoplast）运输到达其它细胞，与质膜上的系统素受体蛋白结合，将信号传导到细胞内，其信号搭载亚油酸（linoleicacid）代谢成茉莉酮（jasmone）的途径而传导，激活蛋白酶抑制剂基因，促进防御蛋白质的合成。这与寡半乳糖醛（galacturone）和脱乙酰壳多糖（chitosan）的作用相似。Schaller和Ryan（1994）证实质膜上候补系统素受体的存在，并得到50kD的受体蛋白质（SBP50）。Pearce等也认为系统素是与动物蛋白激素类似的多肽。但系统素是作为聚合肽系统素而合成的，与动物中分泌型蛋白激素——胰岛素（insulin）不同，在聚合肽中不存在信号肽。即胰岛素在粗面内质网结合型核糖体中合成，通过信号肽分泌到内质网腔中，而系统素是在细胞质游离核糖体中合成。 McGurl等（1994）对系统素的运输作了有趣的实验，将系统素基因导入烟草，得到蛋白酶抑制剂过量合成的转基因植株。用此植株作为砧木，未转基因的植株作为接穗，在嫁接植株上并未受伤的接穗部分中蛋白酶抑制剂含量提高到与砧木相同的水平。由此可见，系统素的运输与伤害无关，而与砧木中系统素的含量有关。相关文章 Bergey D R, Howe G A, Ryan C A, 1996. Proc Natl Acad Sci USA, 93: 12053～12058 Charon C, Johansson C, Kondorosi E et al, 1997. Proc Natl Acad Sci USA, 94: 8901～8906 Higgins T J, Chandler P M, Randall P J et al, 1996. J Biol Chem, 261: 11124～11130 Ilgoutz S C, Knittel N, Lin J M et al, 1997. GenBank Accession Number U74383 Kouchi H, Hata S, 1993. Mol Gen Genet, 238: 106～119 McGurl B, Orozco-Cardenas M, Pearce G et al, 1994. Proc Natl Acad Sci USA, 91: 9799～9802 Matsubayashi Y, Sakagami Y, 1996. Proc Natl Acad Sci USA, 93: 7623～7627 Matsubayashi Y, Taguchi L, Sakagami Y, 1997. Proc Natl Acad Sci USA, 94: 13357～13362 Narvaez-Vasquez J, Pearce G, Orozco-Cardenas M L et al, 1995. Planta, 195: 593～600 Orozco-Cardenas M, McGurl B, Ryan C A, 1993. Proc Natl Acad Sci USA, 90: 8273～8276 Pearce G, Strydom D, Johnson S et al, 1991. Science, 253: 895～898 Radlowski M, Bartkowlak S, Gulewicz K et al, 1997. J Plant Physiol, 150: 220～　223 Schaller A, Ryan C A, 1994. Proc Natl Acad Sci USA, 91: 11802～11806 Shen S H, Yang G X et al, 1997. Chemical Regulation of Plants, 32: 235 Vijn I, Martinez-Abarca F, Yang W C et al, 1995. Plant J, 8: 111～119 van de Sande K, Pawlowski K, Czaja I et al, 1996. Science, 273: 370～373 Watanabe Y, Barbashov S F, Komatsu S et al, 1994. Eur J Biochem, 224: 167 Yang W C, Katinakis P, Hendrisks P et al, 1993. Plant J, 3: 573～585 Yang G X, Shen S H et al, 1997. Chemical Regulation of Plants, 32: 236 Yang G X, Shen S H et al, 1999. Plant Biotechnology,16:231～234
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