Природные аналоги биолюминесцентных веществ планируют использовать в медицине
Российские ученые совместно с коллегами из Бразилии и Японии вывели новые грибы, способные переливаться всеми цветами радуги, пишет «Лента.ру».
Как известно, некоторые виды насекомых, грибов и бактерий имеют свойства биолюминесценции. Они испускают зеленоватый или голубой свет. Такое свечение образуется из-за кислородного окислению люциферина с участием фермента люциферазы. Образованную молекулу называют оксилюциферином. Она находится в возбужденном состоянии и высвобождает энергию в виде фотонов. Это примерное объяснение явления, так как точный механизм биолюминесценции у грибов пока неизвестен.
Тем не менее, в исследовании ученым удалось выделить люциферазу из мицелия светящихся грибов Neonothopanus gardneri и Neonotopanus nambi, чтобы провести реакции превращения люциферина в оксилюциферин. Их эксперимент был основан на результатах прошлой работы, которые показали, как происходит синтез люциферина у грибов. Тогда ученые выяснили, что молекула, называемая гиспидином, превращается в 3-гидроксигиспидин.
Данные нового эксперимента показали, что при биолюминесценции 3-гидроксигиспидин (являющийся люциферином) окисляется, теряя атом углерода. В результате излучается свет и образуется грибной оксилюциферин. Чтобы выяснить структуру последнего, ученые синтезировали аналоги гиспидина, смешали их с люциферазой и наблюдали за тем, какие продукты реакции образуются. Сравнивая их свойства со свойствами оригинального оксилюциферина, исследователи шаг за шагом восстановили строение последнего.
Одним из промежуточных результатов исследования стало создание нескольких вариантов люциферина. «Оказалось, что из шести синтезированных аналогов люциферина пять остались активными с экстрактом люциферазы, и светились разными цветами», — рассказала Зинаида Осипова, один из авторов исследования. По словам ученых, теперь у них есть разноцветные грибы, которые испускают синее, голубое, зеленое, желтое и оранжевое сияние.
Исследователи полагают, что дальнейшие исследования помогут разработать тест-системы для наблюдения за качеством окружающей среды или для медицинских анализов.