Resuelto el misterio de la luminiscencia de los gusanos

    




Descifrada la estructura del nuevo люциферина, el componente de биолюминесцентной sistema que lucen los gusanos que habitan en la taiga, en los alrededores de Krasnoyarsk. Este es el octavo conocido ciencia luciferín. Su estructura lograron descifrar los investigadores del Instituto de биоорганической de la química de las heridas (moscú) y el Instituto de biofísica de la sección siberiana de la heridas (krasnoyarsk). La apertura de la "octava de la fórmula de la luz", así como la iniciación en el estudio de люциферазы gusano de Fridericia heliota y la comprensión del funcionamiento de la nueva биолюминесцентной sistema acercan a los científicos a comprender los mecanismos de la transformación de la energía de los enlaces químicos en los cuantos de luz. El camino para descifrar el "octavo de la fórmula de la luz" ha sido complejo y no es trivial. Los resultados de los estudios publicados en la prestigiosa revista científica Angewandte Chemie.

La bioluminiscencia es un fenómeno de la radiación de la luz de organismos vivos. Brillan, por ejemplo, los escarabajos (luciérnagas), las bacterias, los corales, medusas, moluscos, gusanos, hongos, peces y otros organismos. La educación de los cuantos de luz se produce gracias a una reacción química de oxidación de un pequeño orgánica de la molécula – люциферина – bajo la acción oxidante (oxígeno del aire) y de enzimas específicas – люциферазы. Hasta el presente se conoce la estructura de sólo siete naturales люциферинов, la última de las cuales fue descifrada más de un cuarto de siglo atrás.

El fenómeno de la bioluminiscencia es un hecho ampliamente en la práctica. Los ecologistas utilizan para la vigilancia del medio ambiente, en la medicina y la farmacia de la bioluminiscencia aplican para la realización de análisis clínicos y en sistemas de prueba para búsqueda de medicamentos. En la bioquímica de los estudios de la bioluminiscencia se utiliza para la visualización de los procesos fisiológicos que ocurren en las células y los organismos, así como para la definición de diferentes analitos, en primer lugar, la producción de atp. En la genética y la ingeniería de la investigación el método más fiable de "ver" el trabajo de la proteína – "culpar" a él люциферазу y añadir a las células luciferín.

En 1990, el personal del Instituto de biofísica DE las heridas valentín Machos y natalia rodionova encontraron en la taiga, en los alrededores de Krasnoyarsk un nuevo tipo de brillantes corazones, que recibió el nombre de la zoological Fridericia heliota. Son pequeños gusanos del suelo (peso corporal es superior a 2 mg), que en respuesta a la irritación mecánica emiten el verde azulado de la luz.

En el 2000 se realizaron los primeros estudios de las propiedades de la nueva биолюминесцентной del sistema: se seleccionan sus componentes – luciferín y люцифераза. Para obtener la cantidad necesaria de un biomaterial fue necesario seleccionar manualmente desde el suelo y procesar varios cientos de miles de gusanos!

En 2011, el trabajo ha recibido el apoyo de la "мегагранта" Gobierno de la federacin rusa. Dirigió el proyecto de un gran científico, muchos años, había estudiado el fenómeno de la bioluminiscencia, – premio nobel de osamu Шимомура. En esta etapa, el trabajo se ha conectado un equipo de colaboradores del Instituto de биоорганической de la química de las heridas de moscú – el Grupo de la síntesis de compuestos naturales, bajo la dirección de elías Ямпольского, así como el personal de Laboratorio biomolecular de rmn maxim Дубинный y cirilo agudelo c.

En 2013 conjuntamente por profesionales de la síntesis orgánica y la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (rmn) se ha instalado la nueva estructura de люциферина, con el uso de un récord de pequeñas cantidades de la sustancia (un total de 5 microgramos – eso es lo que se puede asignar a partir de la biomasa de lombrices, recogida por varios años). Resultó que luciferín es una inusual péptido, "compilado" de los residuos de los aminoácidos lisina, inusual derivado del aminoácido tirosina, así como el oxálico y el gamma-аминомасляной ácidos. La estructura fue confirmada por completo síntesis: sintético luciferín estaba completamente idéntica a la selección de los gusanos.

Piscina al aire luciferín Friericia heliota tiene la oportunidad de posicionarse en el ámbito de aplicación de la bioluminiscencia: es fácil en la síntesis química, exclusivamente estable (mantiene su actividad durante los meses en solución), y también, a diferencia de люциферина de las bacterias, no es tóxico.

"Por primera vez, los científicos rusos habían hecho un descubrimiento en el mundo de la bioluminiscencia es un ámbito donde a lo largo de los últimos 25 años se ha observado un estancamiento en la identificación de nuevas líneas de investigación. El avance fue posible gracias a las subvenciones del apoyo, обеспечившей no sólo la financiación de la obra, sino también la cooperación de científicos de distintas disciplinas en una sola temporal de la colectividad. El desciframiento de la estructura del nuevo люциферина – el mejor resultado de nuestro grupo. Pero no es el fin de la investigación, sino el principio de un enorme trabajo duro, ahora ya en condiciones de la competencia", comentó el jefe de proyecto ilya Ямпольский.

El eje principal de la investigación futura de la colectividad – el establecimiento de аминокислотной de la secuencia y de recombinación productos de la nueva люциферазы F. heliota, es la enzima que cataliza la reacción de bioluminiscencia. También se prevé establecer la ruta de biosíntesis de люциферина, seleccionar todos los responsables de esto, las enzimas y de codificación de los genes. A largo plazo, esto permitirá transferir la bioluminiscencia de los gusanos en otro эукариотический cuerpo.



Fuente: nkj.ru