Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) и Гарвардской медицинской школы раскрыли загадку, которая десятилетиями приводила в недоумение ученых. Они полностью описали механизм биосинтеза витамина B12 – единственного витамина, синтезируемого только микроорганизмами.

B12 - это самый сложный по своему химическому составу, важнейший для человеческого здоровья витамин. Он вырабатывается микроорганизмами почвы, которые живут в симбиотических отношениях с корнями растений. За исследования, посвященные витамину B12, были присуждены четыре Нобелевских премии, но, до недавнего времени последний этап биосинтеза В12 оставался для ученых тайной. Биологи MIT выяснили, что В12 синтезируется единственным ферментом, и описали новый механизм биосинтеза, так называемый «молекулярный каннибализм», требующий «пожирания» одного витамина другим.

Работа над исследованием началась на практикуме в студенческой лаборатории MIT, - рассказал Грэм Уолкер, профессор биологии в MIT и автор доклада, опубликованного в сетевой версии журнала Nature. В 1980-е годы он проводил исследовательский практикум для студентов, посвященный изучению почвенных бактерий Sinorhizobium meliloti. В ходе этой работы были обнаружены мутировавшие микроорганизмы, неспособные сформировать симбиотических отношений с растениями. Недавно научная группа Уокера обнаружила, что один такой мутант имеет дефектный ген BluB, что мешало ему синтезировать витамин B12.

Выяснилось, что BluB катализирует образование ключевого компонента витамина B12 – диметилбензилимидазола (DMB). DMB объединяется с другим ферментом, произведенным в ходе отдельного процесса биосинтеза, после чего образуется витамин В12. Вероятно, для обнаружения BluB понадобилось столько времени потому, что некоторые бактерии, в которых не достает этого фермента, вырабатывают DMB альтернативным способом, - считает Уокер.

Самым необычным аспектом исследования стало открытие ферментокатализируемого процесса «молекулярного каннибализма», в ходе которого происходит пожирание коферментной формы BluB, происходящей от витамина B2. Витамин B2 (рибофлавин) реагирует с молекулярным кислородом, после чего «разбирается» на структурные фрагменты, один из которых превращается в DMB. Обычно кофермент, полученный от B2, участвует в реакции, временно придерживая электроны и затем отдавая их. В этом случае BluB не пожирает его.

Пожирание кофермента очень редко наблюдалось раньше в биосинтезе витаминов или в других биологических системах. «Почти не существует других примеров химических реакций, в ходе которых кофермент использовался бы в качестве базы для замены одного витамина другим», - сказала Мичико Тага, доцент MIT и соавтор доклада.

Первым ключом к решению вопроса о назначении BluB стали данные о том, что ген, связанный с ним, расположен в близком соседстве с несколькими другими генами, занятыми в процессе биосинтеза витамина B12 у почвенных бактерий.

Однако исследователи еще не были убеждены в том, что один фермент способен осуществить сложный химический процесс, необходимый для производства DMB. «Сначала мы думали, что BluB может быть лишь одним из нескольких ферментов, вовлеченных в синтез DMB» - сказал Уолкер. Для биологов стало полной неожиданностью, то, что они сумели выделить протеин BluB, в одиночку синтезировавший DMB.Николас Ларсен, соавтор доклада и бывший сокурсник Тага, работающий сейчас в Гарвардской медицинской школе, провел кристаллографический анализ протеина BluB, показавший «карман» в протеиновой структуре BluB, в котором осуществляется синтез DMB.

Однако, по словам профессора Уолкера, ученым остается найти причину этого биологического процесса и ответить на вопрос, почему почвенные бактерии занимаются синтезом витамина B12.

Дело в том, что витамин B12 не требуется почвенным микроорганизмам для выживания. Растениям, с которыми они находятся в симбиотических отношениях, он также не нужен. Биологи допускают, что витамин B12 дает бактериям возможность противостоять «натиску» растений в начальный период образования симбиотических отношений.

В процессе синтеза витамина B12 задействовано более 30 генов, и «это слишком много, в том случае, если у организма нет реальной потребности в данном витамине», пояснил Уолкер.

«Ценность этого открытия, дополнившего наше понимание фундаментальных жизненных процессов, возможно, останется неявной в течение нескольких лет, - сказал Уолкер. - В моей научной карьере часто бывали случаи, когда мы делали нечто основополагающее и не могли сразу оценить значение открытия, хотя впоследствии его результаты оказывались очень важными».

Источник : www.gzt.ru

Ещё в разделе

Красная книга домашних животных

Проблема сохранения биологического разнообразия касается не только диких животных из Красной книги, но и домашних животных.

Растения спрячут на Северном полюсе

Грот начали строить около Северного полюса. Правительство Норвегии утвердило окончательный дизайн необычного сооружения, в котором будут храниться семена всех сельскохозяйственных культур на случай того или иного апокалипсиса – ядерной войны, столкновения

Динозавры млекопитающим не помешали

Вымирание динозавров 65 млн. лет назад почти не повлияло на эволюцию млекопитающих. Как пишет BBC News, такое открытие сделала команда ученых из Германии, Великобритании, Австралии, США и Канады.

Холодолюбивые виды зверей и птиц моложе тропических

Канадские биологи обнаружили, что темпы видообразования и вымирания у зверей и птиц Нового Света возрастают с географической широтой: вблизи экватора оба процесса идут сравнительно медленно, а по мере приближения к полюсам ускоряются.

Британские ученые вывели комара с зелеными глазами, уничтожающего малярийных сородичей

Британские и американские ученые вывели комара с зелеными глазами, уничтожающего малярийных сородичей. Новый вид москита откладывает больше яиц, а зеленый блеск глаз отличает его от "прототипа". Биологи утверждают, что это будет наиболее действенный и деш

Старые вакцины от туберкулёза эффективней новых образцов

Старый вид вакцины BCG, разработанный в 1920-х годах, лучше противодействует современным разновидностям туберкулёза, чем современные разновидности данной вакцины. Исследование, выявившее данный факт, проводилось в Парижском институте Пастера, под руководс

Таиланд: родился первый слоненок, зачатый искусственно

В Таиланде впервые родился слоненок, зачатый с помощью искусственного оплодотворения. Эксперимент, проведенный тайскими зоологами 10 июня 2005 года, завершился успехом.

О пользе вредных продуктов

Вести здоровый образ жизни, по-видимому, чертовски сложная задача. Простые рецепты здесь не работают. И, к примеру, для того чтобы правильно питаться, человеку нужно обладать знаниями, которые сделают честь профессиональному диетологу. Однозначно вредных

Японцы научились выращивать новые зубы на месте вырванных

Группа японских специалистов, работающих под руководством профессора Такаси Цудзи (Takashi Tsuji) из Университета естественных наук в Токио (Tokyo University of Science), впервые в истории научилась выращивать новые полноценные зубы и внедрять их в ротову

Заселению Америки помог гриб-паразит

Исследование американских микробиологов позволило установить причину т.н. "картофельного голода" в Ирландии, приведшего к гибели более миллиона человек и массовому отъезду ирландцев в Новый Свет.

Под Землей обнаружено огромное количество новых живых существ

Под Землей обнаружено огромное количество новых живых существ

К открытию ежегодной конференции Американского геофизического союза ученые объявили о своем открытии. «Земли населяет огромное количество живых существ».

3,5 млрд лет оксигенного фотосинтеза

3,5 млрд лет оксигенного фотосинтеза

История фотосинтеза древнее, чем предполагалось ранее, считают авторы статьи Early Archean origin of Photosystem II (Раннее архейское происхождение фотосистемы II), опубликованной в журнале Geobiology.

Клетки крови человека превратили в стволовые клетки нервной системы

Клетки крови человека превратили в стволовые клетки нервной системы

Ученые из Немецкого центра исследования рака в Хайдельберге перепрограммировали клетки крови человека и фибробласты в стволовые клетки нервной системы гомогенного типа.

Дельфины устанавливают между собой график охоты

Дельфины устанавливают между собой график охоты

9-летнее исследование выявило необычное поведение дельфинов (рода Афалины), обитающих у побережья Словении. В пределах одной популяции этого вида животные разделились на две группы, которые избегают контакта, охотясь в разное время дня - социальная стратегия, не известная у морских млекопитающих.

Оказывается, поведение пауков изучено еще не полностью

Оказывается, поведение пауков изучено еще не полностью

Как известно, представители рода Черных вдов отличаются своим уникальным поведением, которое предвещает так называемый половой каннибализм: после копуляции самка поедает самца.

У венериной мухоловки могут быть «друзья»

У венериной мухоловки могут быть «друзья»

Американские ученые из штата Северная Каролина выяснили, какие насекомые опыляют венерину мухоловку. В ходе этого эксперимента биологи заметили одну интересную особенность – растение не поедает своих опылителей.

Жуки-бомбардиры могут спасаться даже после съедения

Жуки-бомбардиры могут спасаться даже после съедения

Японские ученые обнаружили уникальную способность жуков-бомбардиров спасаться из желудка проглотившей их жабы. Как известно, жуки-бомбардиры принадлежат к подсемейству Brachyninae семейства жужелиц. Свою известность насекомые заработали благодаря методу активной обороны.

Раскрыты новые способности хамелеонов

Раскрыты новые способности хамелеонов

Ученые из Германии смогли доказать, что у некоторых видов хамелеонов гребни и бугорки на теле способны светится синим цветом в ответ на ультрафиолетовое излучение. Данное явление называется флуоресценцией. Иногда такое свечение можно встретить у водных организмов, значительно реже оно замечается среди наземных животных.

Акулы тоже могут «сидеть» на диете

Акулы тоже могут «сидеть» на диете

Ученым из Калифорнийского университета в Ирвайне при помощи экспериментов удалось подтвердить, что малоголовая молот-рыба может прекрасно себя чувствовать употребляя до 90% исключительно растительной пищи.

Станет ли человек бессмертным?

Станет ли человек бессмертным?

Группа ученых из Великобритании и Голландии провела исследование, целью которого является детальное изучение среды кишечника. В результате проведенного эксперимента биологам удалось увеличить продолжительность жизни червей и мух. Осуществить вышесказанное ученые смогли путем уменьшения активности фермента, который вырабатывается у всех живых существ и, люди, в данном случае, не стали исключением.

Оценка:

anonimus 03.02.2013 18:25

ХАхаха! да уж, статья чтобы бошки дурить людям, скажу почему. Потому что еще советский ученый А.М.Уголев ("ИНДУЦИРОВАННЫЙ АВТОЛИЗ") доказал, что эти самые земные микроорганизмы, вырабатывающие Б12 существуют для человека и некоторых животных. Толстый кишечник - домик для этих бактерий, которые в свою очередь дарят человеку что? незаменимые аминокислоты)) поэтому остается жив сыроед без мыса и молока, т.к. ест морковку и т.д и т.п., с которыми человек и получает микроорганизмы, все естественным образом получается.

ondatr 04.02.2013 17:00

Все бы и хорошо, дорогой анонимус, но витамин b12, синтезирующийся бактериями в толстом кишечнике, там не всасывается. Как, впрочем, и незаменимые аминокислоты.

Z ,kz 07.08.2013 20:38

Так и накуя он там тогда вырабатывается?