Синтез сложных белков связан с необычно крупными генами одноклеточной водоросли. Исследование опубликовано в журнале Science.
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего, пытаясь понять, как морские водоросли вырабатывают химически сложные токсины, обнаружили самый большой белок. Открытие раскрыло механизм синтеза сложных белков, который может пригодиться для создания новых лекарств и материалов.
Исследователи обнаружили белок PKZILLA — 1, изучая, как водоросль Prymnesium parvum вырабатывает токсин, который вызывает массовую гибель рыбы. Новый белок на 25% крупнее предыдущего рекордсмена — титина, который содержится в мышцах человека. Длина PKZILLA — 1 может превышать 1 мкн (0,001 мм).
Сравнение нового рекордсмена PKZILLA — 1 и предыдущего крупного белка титина. Изображение: Tim Fallon, Ph.D.
В исследовании ученые описали этот гигантский белок и другой сверхбольшой, но не рекордный белок — PKZILLA — 2. Они играют ключевую роль в производстве примнезина — большой сложной молекулы, являющейся токсином водорослей. При этом ученые выявили необычно крупные гены, которые обеспечивают Prymnesium parvum программой для производства этих белков.
Обнаружение генов может улучшить мониторинг вредоносного цветения водорослей этого вида, упростив тестирование воды, направленное на выявление генов, а не самих токсинов. Цветение золотистых водорослей связано с гибелью рыб из-за их токсина, который повреждает жабры рыб и других подводных организмов.
Белки PKZILLA технически являются ферментами — они запускают химические реакции. Ученые воспроизвели длинную последовательность из 239 химических реакций, вызванных двумя ферментами. Каскад реакций, которые использует водоросль для производства токсина, выявил ранее неизвестные стратегии создания химикатов в природе.
Мы надеемся, что сможем использовать эти знания о том, как природа создает сложные химикаты, чтобы открыть новые возможности для химического производства в лаборатории для лекарств и материалов будущего.
Брэдли Мур, соавтор исследования
