RSS

Ученые из ИБХ РАН как никогда близки к разгадке тайны механизма свечения грибов

14:41 27.04.2017
Российским ученым удалось установили структуру молекулы оксилюциферина – продукта реакции свечения – из грибов, а также синтезировать несколько искусственных аналогов люциферина, которые испускают свет разных цветов.

Химики
Работа исследовательской группы, в состав которой вошли сотрудники Института биоорганической химии РАН (расположен в районе Коньково), Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН (ИБФ СО РАН) и Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова, а также их коллеги из Бразилии и Японии, поддержана грантом РНФ, а её результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Известно, что бактерии, черви, грибы и множество морских организмов могут излучать свет. Лишь в XX веке учёные выяснили, что само выделение света происходит благодаря молекуле люциферина (от лат. «несущий свет»). В биолюминесцентной реакции эта молекула окисляется кислородом воздуха, а ускоряет процесс окисления фермент люцифераза. Этот белок-катализатор помогает люциферину превратиться в оксилюциферин, который в итоге испускает свет. Отметим, что история расшифровки структур природных люциферинов длится более 60 лет. К 1989 году были известны молекулы только семи светоизлучающих биологических пигментов. Прошло 25 лет, прежде чем учёные смогли расшифровать структуру нового люциферина. Сделала это группа учёных Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ИБХ) РАН и Института биофизики Сибирского отделения (ИБФ) РАН под руководством Ильи Ямпольского. Благодаря им в 2014 году «восьмой формулой света» стал биологический пигмент из сибирского почвенного червя Fridericia heliota, а в 2015 году список пополнился девятой формулой – люциферином грибов.

Механизм свечения можно расшифровать лишь только в том случае, если станут известны все участники этого процесса. Для того чтобы определить структуру оксилюциферина, который образуется в ходе грибного свечения, учёным нужно было наработать большое количество этого продукта. Но, по словам исследователей, оксилюциферин оказался очень «капризным», нестабильным веществом, что осложняло его накопление.

Промежуточным, но перспективным результатом исследования стали модифицированные молекулы люциферина, которые позволяют получить свечение разного цвета. Как в шутку говорят ученые, «теперь у нас есть цветные грибы». Оказалось, что в грибной биолюминесценции спектр свечения зависит от структуры субстрата. Московские химики синтезировали различные структурные аналоги люциферина, исследуя возможности реакции биолюминесценции грибов. В результате учёные получили целый ряд аналогов люциферина, обеспечивающих свечение почти всех цветов радуги.

Кроме того, в ходе исследования авторы статьи получили данные, подтверждающие гипотезу о едином механизме биолюминесценции грибов. Кстати, интересно, что основа биолюминисценции – кофейная кислота – содержится также и в растениях Возможно, что в недалёком будущем именно биолюминесцентную систему грибов будут использовать для создания светящихся деревьев. Кофейная кислота есть у всех растений. Необходимо только добавить несколько генов для синтеза ферментов реакции биолюминесценции, и тогда они будут излучать свет.

Стоит отметить важность изучения биолюминесцентных организмов. Расшифровка системы свечения грибов, получение аналогов люциферина разной структуры поможет в наблюдении за качеством окружающей среды, а в медицине - в проведении клинических анализов и поиске лекарств.

Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Сообщение об ошибке

Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
Неверно заполненное поле
*
CAPTCHA Обновить код
Play CAPTCHA Audio

Версия для печати