28.04.2017
Редакция Naked Science

Химики приручили биолюминесценцию грибов

Международная группа ученых впервые установила механизм биолюминесценции грибов.

giphy
©Wikipedia

Биолюминесценция представляет собой способность живых организмов активно испускать видимый свет и встречается у многих таксонов, включая насекомых, кишечнополостных, растений, бактерий, рыб и грибов. Как правило, химические реакции, которые лежат в основе феномена, протекают с участием трех классов веществ: оксилюциферинов, люцифераз и люциферинов. В общем случае свечение возникает в результате окисления люциферина люциферазой, что приводит к образованию возбужденных молекул оксилюциферина. Однако точный механизм биолюминесценции у разных организмов изучен недостаточно.

 

Связь свечения со структурой молекулы люциферина / ©ИБХ РАН

 

До 2014 года исследователям были известны семь различных люциферинов, затем химики из Сибирского федерального университета (СФУ) выделили восьмой тип пигмента из сибирского почвенного червя (Fridericia heliota). Спустя год в сотрудничестве с другими российскими учеными они также установили структуру люциферина, который встречается в биолюминесцентных грибах. В новой статье совместно с коллегами из Бразилии и Японии авторы полностью восстановили механизм такого свечения. Важным шагом послужило определение структуры оксилюциферина, что требовало получения большого количества материала.

 

Поскольку окисление люциферина до оксилюциферина предполагает наличие белкового фермента, команда выделяла люциферазу из биолюминесцентного гриба Neonotopanus nambi. Чтобы воспроизвести естественный процесс свечения, экстракт последнего смешивался с люциферином в присутствии кислорода. Результаты показали, что продукт такого окисления неустойчив, поэтому авторы оценивали его строение по особенностям распада в рамках реакции. Один из наиболее примечательных выводов был получен в эксперименте с тяжелым изотопом кислорода — кислородом-18, в присутствии которого окислялся люциферин.

 

Механизм биолюминесценции грибов / ©Zinaida M. Kaskova et al., Science Advances, 2017

 

Это позволило прояснить механизм биолюминесценции: выяснилось, что помимо известных промежуточным продуктом окисления люциферина является органический пероксид. Кроме того, ученым удалось изменить цвет свечения грибов. Молекула люциферина, который встречается среди представителей этого царства, включает в себя две основные части: неизменяемый ароматический фрагмент и пираноновое ядро, подверженное окислению. Изменение цвета (с желто-зеленого) вызывала замена последнего — например, бензольного кольца на нафталиновый (синий) или индольный фрагмент (оранжевый).

 

По словам авторов, конечным продуктом распада люциферина грибов оказалась кофейная кислота, также характерная для растений, причем она способна вновь превращаться в исходный люциферин.

 

Статья опубликована в журнале Science Advances.

 

Ранее американские океанологи подсчитали количество морских биолюминесцентов. Выяснилось, что подавляющее большинство таких организмов могут испускать свет вне зависимости от глубины обитания.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 18:54
Мария Азарова

Ученые получили снимок планеты 2M0437b, которая сформировалась не более пяти миллионов лет назад и до сих пор остается чрезвычайно горячей.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

22 октября
Ольга Иванова

Отечественная палеонтология похожа на старушку-пенсионерку. Она собирает старье, ей вечно не хватает денег, но судьба ее мало кого волнует. Особенно государство и большой бизнес. Naked Science рассказывает, как семья из Крыма пытается спасти уникальный палеонтологический музей, в Благовещенске кости динозавров мокнут под дождем, а в Сибири мамонтов давят бульдозерами.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

22 октября
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: