Ингибиторы синтеза белка

Генетическую регуляцию синтеза низкомолекулярных вторичных метаболитов, обладающих свойствами вивотоксинов, рассмотрим на примере трихотеценовых токсинов фузариевых грибов. Эти токсины представляют интерес, во-первых, потому, что их продуценты вызывают экономически очень важные болезни пшеницы, ячменя, кукурузы, и, во-вторых, потому, что содержащие токсины растительные продукты токсичны для людей и сельскохозяйственных животных (вызывают потерю аппетита, дерматиты, анемию, геморрагический сепсис, иммуносупрессию). Эти соединения, к которым принадлежит несколько антибиотиков грибного происхождения, ингибируют синтез белка у эукариот.

Глава 6. Факторы атаки паразитов: супрессоры






Рис. 6.7. Кластер генов, контролирующих синтез фузариотоксинов (Kimura et al., 2001)


Биосинтез трихотеценовых токсинов показан на рис. 6.6. Как видно, ключевой фермент, осуществляющий циклизацию фарнезил пирофосфата в триходиен (триходиен синтетаза) контролируется геном 7W5. После серии окислений, изомеризации и вторичной циклизации образуется два класса соединений (А и В), различающихся наличием или отсутствием кето-груп- пы при С-8 атоме трихотеценового скелета, — Т-2 токсин Fusarium sporo- trichoides и дезоксиниваленон (ДОН) F. graminearum.
Молекулярные исследования биосинтеза трихотеценовых токсинов начались после того, как был очищен ключевой фермент триходиен синтетаза и с его помощью клонирован ген 7W5. Было обнаружено, что космида, несущая этот ген, комплементирует мутации и по другим генам, влияющим на последующие этапы синтеза трихотеценов. Отсюда сделан вывод о сцеплении этих генов в общем кластере размером 25 тысяч пар нуклеотидов (тпн). Кластеры для обоих видов Fusarium (F. sporotrichoides и F. graminearum) имели высокую степень гомологии, фланкированы одинаковыми генами тирозиназы и полисахарид дезацетилазы и содержат по крайней мере 11 генов, связанных с биогенезом трихоценов (рис.

6.7). Среди них есть биосинтетические гены — Tri4 (Р450 монооксигеназа, осуществляющая гидроксилирование триходиена), Tri3 (15-0-ацетилтрансфераза), Trill (Р450 монооксигеназа, участвующая в гидроксилировании С-15) и регуляторные — Tri6 (активатор транскрипции), Tril2 (регулятор выхода трихотеценов из клетки). Ген Tri7 (4-0-ацетилтрансфераза) F. sporotrichoides, у F. graminearum отсутствует, a Tril3 (белок типа Р450) находится в виде псевдогена. По-видимому эти ферменты не необходимы в синтезе токсинов В-типа, поэтому кодирующие их гены утрачены в ходе эволюции.
Роль токсинов в патогенезе разнообразна и до конца не расшифрована. Для многих паразитов установлены выделение токсинов в зараженное растение и их миграция по растению, опережающая миграцию самих возбудителей. Поэтому такие системные симптомы болезней, как увядание и хлороз могут быть обусловлены миграцией токсинов из точки заражения.
Значение токсинов в патогенезе показано с помощью мутантов, лишенных способности их продуцировать (tox~). У фитопатогенных бактерий получены нетоксигенные штаммы с помощью транспозонового мутагенеза (генетическая трансформация клетки мобильным генетическим элемен-

188 том — транспозоном, который, внедряясь в какой либо участок ДНК, вызывает мутации находящихся там генов). Как правило, такие мутанты вызывают более слабые симптомы болезни и накапливаются в зараженных растениях в значительно меньшей концентрации.
У возбудителя голландской болезни ильмов Ophiostoma ulmi штаммы, не продуцирующие цератоульмин, не только не патогенны, но имеют измененные морфолого-культуральные признаки и медленно растут in vitro. Влияние токсина на морфогенез продуцента обусловлен тем, что цератоульмин относится к семейству гидрофобинов — гидрофобных белков, имеющих морфогенетические функции.
Таким образом, у многих фитопатогенов вивотоксины имеют узко специфичные сайты действия (определенные ферменты); их неспецифич- ность обусловлена тем, что эти сайты имеются у большинства растений и часто являются ключевыми в метаболизме растений. Некоторые токсины (например, цератоульмин) бифункциональны и наряду с токсичным для растения действиям несут иные функции, которые возможно первичны. 

Еще по теме Ингибиторы синтеза белка:

1. Биосинтез белка
2. Пептидная теория строения белка
3. О СКОРОСТИ ОБНОВЛЕНИЯ БЕЛКА И ХЛОРОФИЛЛА В ВЫСШИХ РАСТЕНИЯХ [24]
4. Генетический контроль синтеза белков
5. Белка
6. Белка
7. СИНТЕЗ И РАЗЛОЖЕНИЕ ГУМУСОВЫХ ВЕЩЕСТВ
8. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СОСТАВ БЕЛКА В ЗДОРОВЫХ И ПОРАЖЕННЫХ ФИЛЛОКСЕРОЙ КОРНЯХ ВИНОГРАДА
9. 5.1.3. Кормовые добавки микробного синтеза
10. 12* Действительно - синтез учений
11. На подступах к эволюционному синтезу
12. Современный синтез знаний о причинах эволюции на основе дарвинизма
13. Транспортные РНК и синтез гена