Flagelin 22 TFA(CAS 304642-91-9), med molekylformeln C₉₃H162N32O34 och en molekylvikt av 2272,48, är ett vitt pulver i sitt rena tillstånd. Det är trifluoracetatsaltet av ett mycket konserverat 22-aminosyrafragment vid N-terminalen av bakteriellt flagellin, som tillhör ett typiskt patogen-associerat molekylärt mönster. Dess aminosyrasekvens är Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg-Ile-Asn{{19} }Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly-Leu-Gln-Ile-Ala. Som en benchmark-inducerare av växtimmunaktivering utlöser Flagelin 22 TFA växtens PTI-immunsvar genom att specifikt aktivera FLS2/BAK1-receptorkomplexet. Det har fördelarna med stark immunaktivering, hög stabilitet och inga miljörester, och används i stor utsträckning inom växtpatologi, förädling och forskning och utveckling av ny biologisk bekämpningsmedel.
Det minsta aktiva fragmentet av flagellin
Flagelin 22 TFAär en syntetiskt framställd linjär 22-aminosyrapeptid, belägen i den mest konserverade N-terminala regionen av bakteriellt flagellin. Den saknar sekundär/tertiär vikning och uppvisar en flexibel linjär kedjekonformation, vilket möjliggör exakt igenkänning av växtcellmembranreceptorer och aktivering av immunsignaler.
Dess primära sekvens har tydligt definierade funktionella regioner: den N-terminala Gln-Arg-Leu-Ser-Thr-Gly-Ser-Arg-regionen är den bindande regionen för receptorkärnan, rik på polära och basiska aminosyror{-, som direkt kan repetera de extracellulära{8} aminosyror från leucin, av FLS2-receptorn, bestämmer dess immunaktiveringsaktivitet; den mellersta Ile-Asn-Ser-Ala-Lys-Asp-Asp-Ala-Ala-Gly-regionen är signaltransduktionsövergångsregionen, som innehåller en aspartat}komplex, som hjälper till att ändra konformationen{{19} initierar intracellulär signalering; den C-terminala Leu-Gln-Ile-Ala-regionen är den stabila förankringsregionen, där hydrofoba aminosyror förbättrar peptidvidhäftningen till cellmembranet, vilket förlänger verkningstiden.
De fysikalisk-kemiska egenskaperna och salt-bildande egenskaperna är mycket kompatibla med appliceringskraven: TFA-saltformen förbättrar avsevärt vattenlösligheten, mycket överlägsen fria peptider, vilket gör den lämplig för olika appliceringsmetoder som bladsprutning och rotbevattning; smältpunkt > 220 grader, kan förvaras i rumstemperatur i en förseglad, lätt-skyddad miljö i 24 månader och förblir stabil i 3 år efter ompackning vid -20 grader; den är resistent mot syror, alkalier och vanliga bekämpningsmedel och uppvisar utmärkt fältstabilitet; renheten hos den aktiva farmaceutiska ingrediensen kan nå över 98 %, med enstaka föroreningar < 0,5 % och fuktighet < 0,2 %, vilket uppfyller farmakopéstandarderna för peptidberedningar.
Jämfört med naturligt flagellinprotein (ungefär 50 kDa), den lilla-molekylära linjära 22-peptidstrukturen hosFlagelin 22 TFAhar tre stora fördelar: ingen immunogenicitet och kommer inte att rensas av växter som ett främmande protein; motståndskraft mot proteasnedbrytning, med en halveringstid- på 7–14 dagar i löv eller jord; och enkel syntes, med ett totalt utbyte på upp till 70 % vid peptidsyntes i fast-fas och en renhet som konsekvent överstiger 98 %, vilket gör den lämplig för stor-industriell produktion.
Den fasta-fassyntesprocessen använder en Fmoc-skyddsstrategi: med Rinkamidharts som bärare kopplas Fmoc-skyddade aminosyror sekventiellt från C-terminalen till N-terminalen. Efter klyvning och avskyddning renas aminosyrorna genom omvänd-fas hög-vätskekromatografi (RP-HPLC), saltas sedan med trifluorättiksyra och frys-torkas för att erhålla den slutliga produkten. Denna process underlättar borttagning av föroreningar, uppvisar god batchstabilitet och möjliggör produktion i kilogram-skala, vilket möter de storskaliga behoven inom jordbruk och vetenskaplig forskning.
Fem strukturella egenskaper-en linjär 22-peptidryggrad, en N-terminal receptor-bindande motiv, en intermediär signallinkerregion, en C-terminal membranförankringsstruktur och TFA-saltbildning för solubilisering - utgör kärnfördelarna med TFAbilu-immunaktivering, hög effektivitet i Flagelin2: stabil förvaring och enkel syntes för massproduktion. Detta lägger den molekylära grunden för dess tillämpning i växtimmuninduktion och biokontroll.
FLS2-igenkänd immuninitieringslogik
Den centrala verkningsmekanismen förFlagelin 22 TFAär baserad på den mycket specifika igenkänningen av flg22 av FLS2-receptorn på växtcellmembranet. Arabidopsis thaliana FLS2 är en receptor-liknande kinas rik på leucinupprepningar, sammansatt av en extracellulär domän, en transmembrandomän och en intracellulär kinasdomän. När de 22 aminosyrorna i flg22 binder till den extracellulära domänen av FLS2 dimerar receptorn omedelbart och rekryterar en annan co-}receptor, BAK1, för att bilda ett aktivt komplex. Monteringen av FLS2-BAK1-komplexet markerar det officiella "larmet" för växtimmunsystemet.
I ögonblicket för receptoraktivering genomgår den intracellulära kinasdomänen av FLS2 autofosforylering, vilket initierar en kaskad av intracellulär signaltransduktion. En av effektorerna uppströms är NADPH-oxidas RBOHD. Vid aktivering överför RBOHD elektroner från cytoplasmatisk NADPH till extracellulärt molekylärt syre vid plasmamembranet, vilket genererar superoxidanjoner. Dessa superoxidanjoner disproportioneras snabbt av superoxiddismutas till väteperoxid, vilket bildar den "första skuren" av reaktiva syrearter. Denna explosion, som kan detekteras inom några minuter efter flg22-behandling, representerar den snabbast-svarande cellulära händelsen i växtens immunsystem.
Explosionen av reaktiva syrearter (ROS) utlöser flera nedströms signaleringsvägar, inklusive mitogen-aktiverad proteinkinaskaskade, kalciumjoninflöde och aktivering av kalcium-beroende proteinkinaser (MAPK). Aktivering av MAPK-signalvägen förstärker försvarssignalerna ytterligare, vilket i slutändan leder till transkriptionell omprogrammering av försvars-relaterade gener i kärnan. Transkriptomiska data visar att flg22-behandling kan inducera uttrycksförändringar i tusentals gener inom några timmar, inklusive gener som kodar för patogenes-relaterade proteiner, ligninsyntaser och fytoalexinsyntaser. Dessa genprodukter utför direkta antibakteriella funktioner eller förstärker cellväggens fysiska barriär.
I stomatala skyddsceller leder den flg22-utlösta signalvägen till synergistisk ackumulering av ROS och den sekundära budbäraren kväveoxid, vilket utlöser kaliumjonutflöde och en minskning av osmotiskt tryck, vilket leder till stomatal stängning. Denna "stomatala immunitet"-effekt förhindrar fysiskt bakterier från att invadera bladets inre genom stomata, och fungerar som växtens första fysiska försvarslinje mot bladpatogener. När renad flg22 appliceras exogent kräver processen inte närvaron av patogener, vilket gör det möjligt för forskare att studera immunsignalvägar under sterila förhållanden.
Förutom lokala försvarssvar kan flg22 också inducera systemiskt förvärvad resistens i växter. När löv lokalt känner av flg22-signaler, går obehandlade löv längre bort också in i ett "vaksamt tillstånd", som uppvisar starkare motstånd mot efterföljande patogenattacker. Inom jordbruksproduktion har denna upptäckt gett upphov till konceptet med "immuninducerare"-som använder framkallare som flg22 för att få grödor till ett försvar tidigare, vilket minskar användningen av kemiska bekämpningsmedel.
Molekylärt riktmärke för modellväxtforskning
Den mest mogna och väl-understödda applikationen avFlagelin 22 TFAär som "guldstandard"-agonisten inom växternas medfödda immunitetsforskning. I modellväxten Arabidopsis thaliana har flg22-behandling blivit en standardiserad referens för att studera modell-utlöst immunitet. Forskare bedömer vanligtvis styrkan hos immunsvar i växtvävnader genom att mäta utbrott av reaktiva syrearter, MAPK-fosforyleringsnivåer eller uttrycksnivåerna för försvarsgener. Detta "patogen-fria" aktiveringsläge eliminerar experimentell interferens från själva bakterierna och används i stor utsträckning för att belysa den genetiska strukturen hos immunsignalvägar.
I tillämpad forskning om förbättring av grödans immunitet är flg22 också ett kraftfullt screeningsverktyg för att bedöma resistensprestanda. Genom att jämföra intensiteten av reaktiva syresprängningar efter flg22-behandling i olika växtsorter eller genotyper kan uppfödare snabbt screena för sorter med starkare immunitet. En studie från 2025 med flg22-behandling för att screena för salt-toleranta sockerbetslinjer fann att exogen flg22-förbehandling aktiverade prolinbiosyntesvägen i sockerbetsblad. Prolinackumulering hjälper till att upprätthålla cellulär osmotisk tryckbalans och rensar bort fria radikaler, vilket avsevärt minskar den hämmande effekten av saltstress på växternas tillväxt. Denna upptäckt utökar tillämpningen av flg22 från en enkel "försvarsinducerare" till en ny dimension: ett "skyddsmedel mot abiotisk stress."
I tvärvetenskapliga studier av kvävenäring och immunitet fungerar flg22 också som standardreferens för försvarsaktivering. En studie publicerad i Plant Cell Reports 2026 fann att flg22-inducerade reaktiva syrearter brister under låg kvävestress och uttrycket av jasmonsyrakänsliga gener i gurkblad undertrycktes avsevärt. När exogent flg22 kompletterades förbättrades försvarsresponsen under låga kväveförhållanden avsevärt, samtidigt som växternas totala tillväxtstatus och kväveanvändningseffektivitet förbättrades. Detta indikerar att flg22 delvis kan kompensera för immunbrister orsakade av näringsstress och har lovande tillämpningar inom hållbart jordbruk som minskar gödseltillförseln.
I den detaljerade identifieringen av molekylära interaktioner är flg22 också ett oumbärligt konkurrensmål. Genom att lösa den tre-dimensionella konfigurationen av FLS2-flg22-komplexet med hjälp av strukturbiologiska tekniker, identifierade forskarna inte bara de viktigaste aminosyraresterna som känner igen flg22 utan avslöjade också den molekylära mekanismen för BAK1 som en co-receptor. En banbrytande studie från 2025 använde fluor-19 NMR-spektroskopi för att spåra bindningskinetiken för flg22 och FLS2 vid olika temperaturer, och upptäckte att igenkänningsfickan hos FLS2 har konformationell flexibilitet, vilket gör att receptorn kan bibehålla känsligheten för flg22 över ett brett temperaturområde. Dessa grundläggande fynd ger molekylära mål för resistensförädling av grödor och erbjuder rationella designprinciper för att designa syntetiska immuninducerare med ett bredare spektrum.
Flagelin 22 TFAhar också använts för att studera fenomenet "immunminne". I Arabidopsis, när växter för-stimulerades med låga koncentrationer av flg22 och sedan sekundärt-utmanades med höga koncentrationer av flg22 eller patogener flera dagar senare, var växtens försvarssvar snabbare och intensivare än hos den obehandlade kontrollgruppen. Detta fenomen är känt som "försvarssensibilisering". Med den här modellen upptäckte forskare flera kromatinmodifierande-faktorer som reglerar immunminnet, vilket ger molekylära ledtrådar för att förstå hur växter "minns" tidigare hot.
Tvär-tillämpningar av immunadjuvans och djurhälsa
Resultaten visade att oral administrering av flg22 signifikant ökade nivån av sekretoriskt immunglobulin A (sIgA) i jejunala slemhinnan. sIgA är en viktig effektormolekyl i det mukosala immunsystemet, som kan neutralisera patogener och förhindra deras vidhäftning till tarmepitelceller. I Salmonella-utmaningsexperiment visade slaktkycklingar förbehandlade med flg22 signifikant förbättrad överlevnadsgrad, snabbare viktåterhämtning och en signifikant minskad salmonellabelastning i avföring. Detta resultat bekräftar inte bara den immun-aktiverande effekten av flg22 hos fjäderfä, utan avslöjar också genomförbarheten av den bekväma orala administreringsvägen, som har betydande praktiska konsekvenser för stor-uppfödning.
På djurfodernivån uppvisade slaktkycklingar som behandlats med flg22 bättre foderomvandlingsförhållanden och daglig viktökning. Nitrogennivåerna av ureakväve i serum i 20-dagar gamla slaktkycklingar minskade signifikant, medan de totala protein- och albuminnivåerna ökade, vilket tyder på att flg22 kan förbättra proteinmetabolismens användning. flg22 modulerade också sammansättningen av tarmmikrobiotan, vilket ökade förhållandet mellan Firmicutes och Bacteroidetes, en förändring som var positivt korrelerad med förbättrad fodereffektivitet. Dessa fynd tyder på att flg22 inte bara är en immunaktivator utan också en potentiell funktionell fodertillsats för att förbättra djurens övergripande hälsa och produktionsprestanda.
Tillämpningen avFlagelin 22 TFAi veterinärvacciner är också anmärkningsvärt. Eftersom flg22 i sig är ett patogen-associerat molekylärt mönster, kan det direkt aktivera mönsterigenkänningsreceptorer i olika värdceller. I vaccinformuleringar kan flg22 fungera som en "farosignal" för att förbättra antigeners immunogenicitet. Forskare blandade inaktiverad Salmonella med flg22 för att skapa ett inaktiverat vaccin och fann att jämfört med att använda enbart inaktiverade bakterier, hade vaccingruppen med tillsatt flg22 högre serum-specifika antikroppstitrar efter immunisering och en cirka 30 % ökning av skyddet efter utmaning. Detta resultat indikerar att flg22 har potential att fungera som ett nytt vaccinadjuvans, särskilt lämpligt för intensiv uppfödning av fjäderfä och andra ekonomiskt viktiga djur.
Slutligen, inom områdena livsmedelssäkerhet och mikrobiologiska tester, har flg22 expanderat från traditionell växtimmunologisk forskning till forskningsplattformar för djurs och människors tarmhälsa. Sam-odling av flg22 med mänskliga intestinala organoider gör det möjligt att bedöma effekten av bakteriella produkter på slemhinnebarriärfunktionen. Eftersom FLS2-receptorn är -växtspecifik och saknar homologer i däggdjursceller, är den direkta stimulerande effekten av flg22 på djurceller begränsad. Detta förklarar varför flg22-effekten som observerats i broilerexperiment främst är fokuserad på indirekt reglering av epitelbarriären och immunceller, snarare än direkt aktivering av FLS2-liknande signalvägar. Regleringen av djurimmunitet med flg22 beror sannolikt på dess indirekta interaktioner med tarmmikrobiota eller antigenpresenterande celler; denna mekanism kräver ytterligare förklaring.
Slutsats
Flagelin 22 TFA, med sin unika linjära 22-peptidkonserverade ryggrad, etablerar en kärnmekanism för FLS2/BAK1-receptoraktivering, PTI-immunsignalkaskad och fler-försvarssvar. Detta möjliggör ett brett-spektrum sjukdomsresistens i grödor, konservering av frukt och grönsaker och tillämpning i vetenskaplig forskning, vilket gör den till en riktmärke för växtimmuninducerare. På den molekylära strukturella nivån lägger det N--terminala receptorbindande motivet, den intermediära signallinkerregionen, C-terminala membranförankringsstrukturen och TFA-saltbildningssolubiliseringen den strukturella grunden för dess höga aktivitet, höga stabilitet och goda vattenlöslighet.
Xi'an Faithful BioTech Co., Ltd. inbjuder hjärtligt branschfolk att lära sig om vår exceptionellaFlagelin 22 TFAproduktionskapacitet och omfattande B2B-lösningar. Våra farmaceutiska-produkter är av överlägsen kvalitet, konkurrenskraftiga priser och erbjuds med tillförlitlig global leverans via ett väl-etablerat distributionsnätverk. Vänligen kontakta vårt team (allen@faithfulbio.com) för att begära prover och diskutera skräddarsydda formuleringslösningar skräddarsydda för dina specifika behov. Xi'an Faithful BioTech är engagerad i excellens, strikt efterlevnad av relevanta bestämmelser och professionell kundsupport, och strävar efter att leverera en exceptionell upplevelse för dig.
Referenser
- BenchChem. (2026). Flagellin 22 (flg22) TFA salt tekniskt datablad.
- Bojun Lu, et al. (2016). Försvarssvar i kvinnliga gametofyter av Saccharina japonica (Phaeophyta) inducerade av flg22-härledda peptider. Journal of Applied Phycology, 28(3), 1723-1732.
- Chai, Y., & Jin, H. (2025). FLS2/BAK1-receptorkomplexaktivering och PTI-signalering i växtimmunitet. Annual Review of Plant Biology, 76, 589-615.
- InvivoChem. (2025). Flagelin 22 TFA (V77011) produktmanual.
- MedChemExpress. (2025). Flagelin 22 (TFA) (HY-P1568A-5mg) bioaktivitetsprotokoll.
- SB-PEPTIDE. (2026). Flagellin 22 (flg22) specifikationsblad.
- Zipfel, C., et al. (2004). Det bakteriella framkallande flagellinet aktiverar Arabidopsis FLS2-receptorkinas. Nature, 428(6984), 764-767.