Российские ученые совместно с коллегами из Бразилии и Японии получили грибы, которые светятся почти всеми цветами радуги. Для этого они создали аналоги биолюминесцентных веществ, предварительно определив их структуру. Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в «Ленту.ру».
Некоторые виды насекомых, грибов и бактерий способны к биолюминесценции, испуская голубой или зеленоватый свет. Известно, что свечение образуется благодаря кислородному окислению люциферина с участием фермента люциферазы. При этом образуется молекула, называемая оксилюциферином, которая находится в возбужденном состоянии. Она и высвобождает энергию в виде фотонов. Однако точный механизм биолюминесценции у грибов оставался неизвестным.
В своем исследовании ученые выделили 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.
Изображение: Снежана Мажекенова
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», — рассказывает 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.