Обнаружен самый крупный белок в природе, создающий токсины водорослей

Ученые из Океанографического института Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, изучая, как морские водоросли создают свои химически сложные токсины, обнаружили самый крупный из известных в биологии белков.

Исследователи нашли белок, названный PKZILLA-1, изучая, как водоросль Prymnesium parvum производит свой токсин, вызывающий массовую гибель рыбы. Это "Эверест среди белков", — заявил старший автор исследования Брэдли Мур.

PKZILLA-1 на 25% крупнее предыдущего рекордсмена — титина, содержащегося в человеческих мышцах. Исследование, опубликованное в Science, показывает, что этот гигантский белок и другой сверхкрупный белок PKZILLA-2 являются ключевыми для производства примнезина — токсина водоросли.

  • Размер: Масса PKZILLA-1 составляет рекордные 4.7 мегадальтона, PKZILLA-2 — 3.2 мегадальтона. Титин может достигать 3.7 мегадальтона.
  • Гены: Исследователи также обнаружили необычно крупные гены, которые предоставляют водоросли "инструкцию" для создания этих белков. Для этого им пришлось использовать нетрадиционные методы генетического поиска, адаптированные для обнаружения сверхдлинных генов.

Значение открытия

  1. Новые принципы биохимии: Раскрытие "сборочной линии" клетки для создания токсина показало ранее неизвестные природные стратегии сборки химических веществ. Это может помочь в синтезе новых соединений для медицины или промышленности.
  2. Мониторинг "цветений" водорослей: Обнаружение генов PKZILLA позволяет перейти от поиска самого токсина в воде к поиску его генов (например, с помощью ПЦР-тестов). Это может помочь выявлять потенциально опасные "цветения" Prymnesium parvum на более ранней стадии.
  3. Первое звено в цепочке: Гены PKZILLA — первые, причинно связанные с производством любого морского токсина из группы полиэфиров, к которой относится примнезин. Это открывает путь для поиска генов, ответственных за другие опасные токсины, такие как сигуатоксин.

Prymnesium parvum (золотистая водоросль) — одноклеточный организм, встречающийся по всему миру в пресной и соленой воде. Её токсин повреждает жабры рыб. В 2022 году её "цветение" в реке Одер привело к гибели 500–1000 тонн рыбы.