一组俄罗斯生物学家一直在研究帮助小麦对抗真菌的酶，检查小麦植物对病原真菌造成的损害的反应。研究成果及酶分类发表于InternationalJournalof米olecularSciences。研究的复杂性是指小麦是多倍体，这意味着每个细胞都有几组染色体。用于农业的小麦品种Triticumaestívum是通过TriticumUrartu、Aegilopstauschii和相关品种的杂交培育而成的。因此，小麦基因组很复杂，包含10.7万个基因，几乎是人类基因组的五倍。
来自我的科学家。M。谢切诺夫第一莫斯科国立医科大学研究了与感染引起的细胞死亡相关的酶的激活，以便更清楚地了解对有害病原体具有抗性的作物。
尽管小麦在农业和科学（包括生物技术）中很重要，但这些植物对病原体的反应只是笼统地描述，而没有关注特定的蛋白质。然而，这项最新研究探讨了植物对有害微生物（病原体）的抵抗力如何很大程度上取决于DNA中编码的一组酶，这些酶参与受感染细胞的死亡并防止感染传播。这种提供蛋白质分解的酶称为蛋白酶。
小麦暴露于各种病原体，如细菌、病毒、真菌、线虫（蛔虫）和昆虫。它们中的一些寄生在活的植物细胞上，减缓它们的生长，称为生物营养病原体，而另一些则以导致其死亡的细胞内容物为食，称为坏死营养病原体。
科学家们使用了两种病原体：导致小麦叶锈病的生物营养病原体（Pucciniarecondita）和损害叶子、头部和谷物的坏死性病原体（Stagonosporanodorum）。
对小麦品种“Khakasskaya”和“Daria”进行了研究，以找出真菌感染对植物的影响。该团队使用了一种将液相色谱法（一种经常用于识别通过充满吸附剂的管的液体流中的物质混合物的技术）和质谱法相结合的特定方法。
由于物质被不同程度地吸收，混合物被分成不同的组分。质谱是一种根据质荷比将中性原子和分子电离成带电离子的技术。甚至可以准确测定复杂的有机化合物。
科学家们发现了1，544种酶，属于五种催化类型的蛋白酶：丝氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、苏氨酸和金属蛋白酶。他们确定不同植物品种中常见的蛋白酶比例低于预期（约60%对。79%)。然而，差异（大约40%）在几种类型的蛋白酶之间几乎平均分配，表明这些酶很可能相互替代。
蛋白酶的研究有助于预测其结构中的特定位点。这些区域的水解过程可能在蛋白水解级联过程中被激活。这种连锁反应使生物体能够快速激活许多酶，帮助其抵抗感染。
“我们首先发现，在受感染植物中发现的蛋白酶的激活不涉及具有类半胱天冬酶或类半胱天冬酶活性的酶。尽管早些时候，人们认为此类蛋白酶会启动蛋白水解级联激活，从而导致植物生物体的细胞死亡”，该文章的合著者、分子医学研究所（谢切诺夫大学）主任AndreyZamyatnin教授说。
“我们得出结论，其他一些独特的蛋白酶可能参与小麦对生物营养和坏死营养病原体感染的早期反应。当然，这个结果应该使用替代方法进行实验确认”。
科学家们描述了几组酶的同源物（最相似的蛋白质），并阐明了这些酶在系统发育树中的位置（它显示了蛋白质之间的进化距离）。例如，科学家们已经确定，属于不同类型的天冬氨酸蛋白酶差异很大，以至于它们可能没有相关性，但独立地获得了相似的功能。
该研究还有助于阐明有关触发植物细胞死亡的特定机制的想法。众所周知，动物中的主要细胞凋亡调节剂之一是半胱天冬酶-蛋白水解酶，可启动将细胞破坏成单独的元素。一些动物半胱天冬酶在其他动物体内引入裂解，从而发出信号，是时候开始细胞死亡了。
“通常称为细胞凋亡的程序性细胞死亡的发现不仅获得了诺贝尔奖，而且还决定了许多研究团队在未来几十年的科学议程。在世纪之交，很明显，尽管存在程序性细胞死亡现象，但植物没有半胱天冬酶。然而，人们发现植物还有其他具有类半胱天冬酶活性的酶”，Zamyatnin教授补充道。
“最有可能的是，它们就像在动物中在植物细胞中执行细胞死亡过程一样。然而，我们的研究表明，在小麦的植物细胞死亡激活剂中，有一些酶不具有类半胱天冬酶活性。它再次证实了真核生物中程序性细胞死亡的不同机制的存在”，他总结道。
