Наука продвинулась в понимании эволюции человека и… удивилась
Фосфолипиды — основной компонент клеточных мембран всех организмов, начиная с одноклеточной археи и заканчивая растениями и млекопитающими. Причём фосфолипиды археи являются правовращающими изомерами, в то время как фосфолипиды всех других организмов — левовращающие. А вот пока не очень хорошо исследованный фосфолипид млекопитающих бис(моноацилглицеро)фоcфат (ВМР), по всей видимости, стал неожиданным исключением из этого правила. Учёным из Института физико-химических исследований RIKEN (Япония) удалось получить первые доказательства того, что ВМР — и впрямь правовращающий изомер.
ВМР обнаруживается только у млекопитающих; это обычный (хотя и минорный) компонент всех животных тканей. Внутренние мембраны клеточных центров по переработке и утилизации отходов (эндосомы и лисосомы) содержат более высокий по сравнению с другими животными мембранами процент ВМР. Возникает резонный вопрос: каким образом ВМР удаётся избегать деградации внутри этих органелл, в отличие от остальных липидов и протеинов? Японские исследователи выдвинули разумную гипотезу о том, что ВМР является правовращающим, что позволяет ему уклонятся от нападений ферментов пищеварительных органелл, которые распознают и уничтожают только левовращающие липиды. Заметим, что все предыдущие попытки подтвердить давно созревшее предположение о необычной хиральности ВМР сталкивались с проблемами.
| Химическое строение фосфолипидов в одноклеточных. Археи — правовращающие, тогда как у более сложных организмов фосфолепиды представлены лишь в виде левовращающего изомера. (Иллюстрация Peter Greimel / RIKEN.) |
Прежде всего научная группа синтезировала все возможные вариации ВМР и позволила им прореагировать с D-камфарой, индуцирующей достаточные изменения в спектроскопическом поведении каждого синтетического аналога ВМР, для того чтобы их можно было надежно различить ЯМР-методом.
Затем экспериментаторы изолировали природный ВМР из клеток почек новорождённого хомяка, ввели в реакцию с D-камфарой в очень мягких условиях и проанализировали получившийся продукт методом ЯМР, после чего сравнили спектры с теми, что имелись для синтетических моделей. Как и следовало ожидать, спектроскопия показала, что природный ВМР является исключительно правовращающим.
А теперь самые пенки (как те картинки или диалоги, без которых, по мнению девочки Алисы, книжки не интересны): поскольку ВМР — правовращающий, это значит, что мы получили его в наследство от того же общего предка, что и археи.
Следующим шагом станет поиск и идентификация ферментов, принимающих участие в биосинтезе ВМР. И тогда, быть может, имея уже настолько детальную информацию о биосинтетических связях, мы лучше поймём, как эволюционировала жизнь на земле. В любом случае ощутить себя родственником какого-то одноклеточного довольно необычно даже для тех, кто уже свыкся с ролью внучка гориллы.
Результаты работы опубликованы в журнале Angewandte Chemie.
Фосфолипиды — основной компонент клеточных мембран всех организмов, начиная с одноклеточной археи и заканчивая растениями и млекопитающими. Причём фосфолипиды археи являются правовращающими изомерами, в то время как фосфолипиды всех других организмов — левовращающие. А вот пока не очень хорошо исследованный фосфолипид млекопитающих бис(моноацилглицеро)фоcфат (ВМР), по всей видимости, стал неожиданным исключением из этого правила. Учёным из Института физико-химических исследований RIKEN (Япония) удалось получить первые доказательства того, что ВМР — и впрямь правовращающий изомер.
ВМР обнаруживается только у млекопитающих; это обычный (хотя и минорный) компонент всех животных тканей. Внутренние мембраны клеточных центров по переработке и утилизации отходов (эндосомы и лисосомы) содержат более высокий по сравнению с другими животными мембранами процент ВМР. Возникает резонный вопрос: каким образом ВМР удаётся избегать деградации внутри этих органелл, в отличие от остальных липидов и протеинов? Японские исследователи выдвинули разумную гипотезу о том, что ВМР является правовращающим, что позволяет ему уклонятся от нападений ферментов пищеварительных органелл, которые распознают и уничтожают только левовращающие липиды. Заметим, что все предыдущие попытки подтвердить давно созревшее предположение о необычной хиральности ВМР сталкивались с проблемами.
| Химическое строение фосфолипидов в одноклеточных. Археи — правовращающие, тогда как у более сложных организмов фосфолепиды представлены лишь в виде левовращающего изомера. (Иллюстрация Peter Greimel / RIKEN.) |
Прежде всего научная группа синтезировала все возможные вариации ВМР и позволила им прореагировать с D-камфарой, индуцирующей достаточные изменения в спектроскопическом поведении каждого синтетического аналога ВМР, для того чтобы их можно было надежно различить ЯМР-методом.
Затем экспериментаторы изолировали природный ВМР из клеток почек новорождённого хомяка, ввели в реакцию с D-камфарой в очень мягких условиях и проанализировали получившийся продукт методом ЯМР, после чего сравнили спектры с теми, что имелись для синтетических моделей. Как и следовало ожидать, спектроскопия показала, что природный ВМР является исключительно правовращающим.
А теперь самые пенки (как те картинки или диалоги, без которых, по мнению девочки Алисы, книжки не интересны): поскольку ВМР — правовращающий, это значит, что мы получили его в наследство от того же общего предка, что и археи.
Следующим шагом станет поиск и идентификация ферментов, принимающих участие в биосинтезе ВМР. И тогда, быть может, имея уже настолько детальную информацию о биосинтетических связях, мы лучше поймём, как эволюционировала жизнь на земле. В любом случае ощутить себя родственником какого-то одноклеточного довольно необычно даже для тех, кто уже свыкся с ролью внучка гориллы.
Результаты работы опубликованы в журнале Angewandte Chemie.
