Американские молекулярные биологи выяснили, что опасные водоросли вида Prymnesium parvum вырабатывают свои токсины при помощи рекордно длинных молекул белков, которые на 25% превосходят в этом отношении предыдущего "рекордсмена", мышечный белок титин.

Это открытие расширяет представления ученых о пределах размеров биологических молекул, сообщила пресс-служба Университета Калифорнии в Сан-Диего (UCSD). "Мы открыли своеобразный "Эверест" среди всех белков. Его изучение значительно расширило наши представления о том, что возможно и невозможно в мире биологии, а также помогло нам раскрыть ранее неизвестную стратегию производства токсинов. Наша надежда состоит в том, что эти знания будут использованы для создания новых методик получения сложных реагентов для медицины и материаловедения", - заявил профессор UCSD Брэдли Мур, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Исследователи совершили это открытие при изучении молекулярных механизмов того, как водоросли вида Prymnesium parvum и другие похожие на них одноклеточные обитатели морей вырабатывают токсин примнезин. Это сложно устроенное вещество из класса поликетидов не похоже по структуре на все другие известные растительные отравляющие веществ, и при этом оно способно проникать в жабры рыб и разрушать их клетки крови пока неизвестным образом.

Ученые расшифровали структуру одного из штаммов водорослей и изучили структуру всех генов, похожих на уже известные ферменты, отвечающие за производство различных поликетидов. Исследователи выделили 44 подобных участка ДНК, три из которых обладали рекордно большой длиной, составлявшей несколько сотен тысяч "букв"-нуклеотидов. Дальнейшее изучение структуры этих генов показало, что они содержат в себе инструкции по сборке рекордно крупных белков, чья масса составляет порядка 3,2-4,7 млн атомных единиц массы.

В этом отношении они примерно в 100 раз превосходят большинство типичных белков в клетках животных и растений, и на 25% обходят белок титин, который считался в прошлом самой длинной биомолекулой такого рода. Первые опыты с этими ферментами, получившими название PKZILLA, показали, что они отвечают за запуск трех цепочек из нескольких сотен реакций, в результате которых из просто устроенных органических исходных компонентов возникают сложно устроенные молекулы токсина примнезина, содержащие в себе 90 атомов углерода.

По словам ученых, ранее биологи не сталкивались со столь сложно устроенными ферментами, способными производить сверхдлинные биоактивные молекулы. Их последующее изучение, как надеются исследователи, позволит создать рукотворные аналоги PKZILLA, способные производить не токсины, а полезные вещества и сложно устроенные реагенты для производства новых лекарств, тканей и других материалов.

https://nauka.tass.ru/nauka/21563281