Кіріспе
Химиялық қосылыстар класы. Фитоалексиндер – микробқа қарсы әсер ететін заттар, олардың кейбіреулері сонымен қатар антиоксидантты қасиеттерге ие. Олардың ерекше химиялық құрылымы немесе сипаттамасымен емес, олардың патогенді инфекция ошақтарында өсімдіктердің жылдам синтездейтін қорғаныс шарасы ретінде пайда болатынымен анықталады. Жалпы алғанда, фитоалексиндер кең спектрлі тежегіштер болып табылады; олар химиялық құрамы жағынан әртүрлі, ал әртүрлі химиялық кластардың қосылыстары белгілі бір өсімдік таксондарына тән. Фитоалексиндер бірнеше химиялық классқа жатады, оның ішінде терпеноидтар, гликостероидтар және алкалоидтар; алайда, бұл термин микробтық инфекцияға жауап ретінде туындаған кез келген фитохимиялық заттарға қолданылады.
Phytoalexins are antimicrobial substances, some of which are antioxidative as well. They are defined, not by their having any particular chemical structure or character, but by the fact that they are defensively synthesized de novo by plants that produce the compounds rapidly at sites of pathogen infection. In general phytoalexins are broad spectrum inhibitors; they are chemically diverse, and different chemical classes of compounds are characteristic of particular plant taxa. Phytoalexins tend to fall into several chemical classes, including terpenoids, glycosteroids, and alkaloids; however the term applies to any phytochemicals that are induced by microbial infection.
Функция
Фитоалексиндер өсімдіктерде шабуылдаушы организмге у ретінде әсер етеді. Олар жасуша қабырғасын тесіп, пісу процесін кешіктіріп, метаболизмді бұза алады немесе патогеннің көбеюіне тосқауыл қояды. Өсімдік қорғанысындағы олардың маңыздылығы фитоалексин биосинтезі тежелген кезде өсімдік тіндерінің инфекцияға осалдығының артуымен көрсетіледі. Фитоалексин өндіре алмайтын мутанттар, жабайы түрлерге қарағанда патогенмен кеңірек қамтылады. Сондықтан, фитоалексиндерді ыдыратуға қабілетті хост-спецификалық патогендер, мұндай мүмкіндігі жоқ патогендерге қарағанда күштірек болады. Өсімдік жасушасы зақымдалған жасушалардан немесе патогеннен алынған бөлшектерді танитын кезде, өсімдік екі бағытты қорғаныс механизмін іске қосады: жалпы, қысқа мерзімді жауап және кешіктірілген, ұзақ мерзімді нақты жауап. Индукцияланған қорғаныстың, қысқа мерзімді жауаптың бір бөлігі ретінде, өсімдік супероксид және сутек пероксиді сияқты реактивті оттегі түрлерін қолданып, енген жасушаларды жояды. Патогенмен өзара әрекеттесу кезінде, қысқа мерзімді жалпы жауап – гиперсезімталдық жауап болып табылады, онда инфекция ошағының маңындағы жасушалар патогеннің өсімдіктің қалған бөлігіне таралуын болдырмау үшін апоптозға, яғни бағдарламаланған жасуша өліміне түсуге сигнал алады. Ұзақ мерзімді резистенттілік немесе жүйелік иммунитет (SAR) зақымдалған тіндердің жасмон қышқылы, этилен, абсциз қышқылы немесе салицил қышқылы сияқты өсімдік гормондары арқылы өсімдіктің қалған бөлігімен байланысуын қамтиды. Сигналды қабылдау өсімдікте жаһандық өзгерістерге әкеледі, бұл патогеннің енуінен қорғайтын гендердің экспрессиясын тудырады, соның ішінде фитоалексиндер өндірісіне қатысатын ферменттер де бар. Көбінесе, егер жарақаттанған тіндерден жасмонат немесе этилен (екі газдан тұратын гормондар) шығарылса, көрші өсімдіктер де фитоалексин өндіреді. Шөпқоректілер, өсімдік ауруларының таралуына себеп болатын факторлар үшін, осы және басқа да жарақатқа байланысты ароматтар өсімдіктің жеуге жарамсыз екенін ескертетін сигнал ретінде әрекет етеді. Сонымен қатар, "Дұшпанымның жауы – досым" деген ежелгі мақалға сәйкес, ароматтар өсімдікке зиян келтіретін жәндіктердің табиғи жауларын олардың бар екені туралы ескерте алады.
Соңғы зерттеулер
Алликсин (3 гидрокси 5 метокси 6 метил 2 пентил 4H пиран 4-он), күкіртсіз, γ-пирондық қаңқа құрылымы бар қосылыс, сарымсақтан фитоалексин ретінде алғаш рет оқшауланды, ол өсімдіктерде үздіксіз стрестен туындайтын өнім. Бұл қосылыстың антиоксиданттық әсері, афлатоксин B2 ДНК-мен байланысуын тежеуі және нейротрофикалық әсері сияқты ерекше биологиялық қасиеттері бар екені көрсетілді. Дельта-виниферин – *Plasmopara viticola* саңырауқұлақтық инфекциядан кейін түзілетін тағы бір жүзім фитоалексині. Пиносильвин – инфекция кезінде синтезделмей, инфекцияға дейін синтезделетін стильбеноидтық токсин, фитоалексиндерден өзгеше. Ол *Pinaceae* тұқымдас ағаштардың өзекті бөлігінде кездеседі және ағашты саңырауқұлақтық инфекциядан қорғайтын фунгитоксин болып табылады. Сакуранетин – флаванон, флавоноидтар класына жатады. Ол *Polymnia fruticosa* және күріште кездеседі, онда *Pyricularia oryzae* спораларының өніп-өсуіне қарсы фитоалексин ретінде әрекет етеді. Соргода флавоноидты 3'-гидроксилазаны кодтайтын *SbF3'H2* гені, патогенге қатысты 3-дезоксиантоцианидин фитоалексинінің синтезінде, мысалы, *Sorghum-Colletotrichum* өзара әрекеттесулерінде экспрессияланатын сияқты. 6-Метоксимеллеин – дигидроизокумарин және фитоалексин, ол көкөніс кесінділерінде УС-С сәулесінің әсерінен туындайды, бұл *Botrytis cinerea* және басқа микроорганизмдерге қарсы тұруға мүмкіндік береді. Даниэлонол – папайя жемісінде табылған фитоалексин. Бұл қосылыс папайяның патогендік саңырауқұлағы *Colletotrichum gloesporioides*-қа қарсы жоғары саңырауқұлаққа қарсы белсенділікті көрсетті. Стильбендер *Eucalyptus sideroxylon*-да патогендік шабуылдар кезінде түзіледі. Мұндай қосылыстар өсімдіктердің гиперсезімталдық реакциясында қатысуы мүмкін. Кейбір ағаштардағы полифенолдардың жоғары деңгейі олардың табиғи шірудан сақталуын түсіндіруі мүмкін. Авенантрамидтер – *Avena sativa* (жарма) *Puccinia coronata var. avenae f. sp. avenae* (жарманың тамырлық тотығына) жауабы ретінде өндіретін фитоалексиндер.