Američtí molekulární biologové zjistili, že nebezpečné řasy druhu Prymnesium parvum produkují své toxiny pomocí rekordně dlouhých bílkovinných molekul, které jsou o 25 % delší než předchozí »rekordman« v tomto ohledu, svalová bílkovina titin. Tento objev rozšiřuje představy vědců o hranicích velikosti biologických molekul, informovala tisková služba Kalifornské univerzity v San Diegu (UCSD).
»Objevili jsme jakýsi ‚Everest‘ mezi všemi proteiny. Jeho studium výrazně rozšířilo naše chápání toho, co je ve světě biologie možné a nemožné, a pomohlo nám odhalit dosud neznámou strategii výroby toxinů. Doufáme, že tyto poznatky budou využity k vytvoření nových technik výroby složitých činidel pro medicínu a materiálovou vědu,« uvedl profesor UCSD Bradley Moore.
Vědci učinili tento objev při studiu molekulárních mechanismů toho, jak řasy druhu Prymnesium parvum a další podobní jednobuněční obyvatelé moří produkují toxin primnesin. Tato složitě strukturovaná látka ze třídy polyketidů se nepodobá žádnému jinému známému rostlinnému toxinu, přesto je schopna proniknout do žaber ryb a zničit je do té míry, že nejsou schopny přežít.
Tento objev učinili vědci při studiu molekulárních mechanismů, jak řasa Prymnesium parvum a další podobní jednobuněční mořští živočichové produkují toxin primnesin. Tato složitě uspořádaná látka ze třídy polyketidů se svou strukturou nepodobá všem ostatním známým rostlinným jedovatým látkám, a přesto je schopna pronikat žábrami ryb a ničit jejich krevní buňky dosud neznámým způsobem.
Vědci rozluštili strukturu jednoho z kmenů řas a prostudovali strukturu všech genů podobných již známým enzymům zodpovědným za produkci různých polyketidů. Vědci identifikovali 44 takových míst DNA, z nichž tři měla rekordní délku několika set tisíc »písmen«-nukleotidů. Další studium struktury těchto genů ukázalo, že obsahují instrukce pro sestavení rekordně velkých proteinů, jejichž hmotnost je asi 3,2-4,7 milionu atomových hmotnostních jednotek.
V tomto ohledu jsou asi stokrát větší než většina typických proteinů v živočišných a rostlinných buňkách a o 25 % větší než protein titin, který byl kdysi považován za nejdelší biomolekulu svého druhu. První experimenty s těmito enzymy, nazývanými PKZILLA, ukázaly, že jsou zodpovědné za spuštění tří řetězců několika set reakcí, jejichž výsledkem jsou složitě strukturované molekuly toxinu primnesinu obsahující 90 atomů uhlíku z jednoduše uspořádaných organických výchozích komponent.
Podle vědců se biologové dosud nesetkali s tak složitě uspořádanými enzymy, které by byly schopny produkovat mimořádně dlouhé bioaktivní molekuly. Jejich další studium, jak vědci doufají, umožní vytvořit umělé analogy PKZILLA, schopné produkovat nikoliv toxiny, ale užitečné látky a složitě uspořádaná činidla pro výrobu nových léčiv, tkání a dalších materiálů.
(cik)