«Покрасневший» белок сможет адресно доставлять антиоксиданты
Переход белка из оранжевой формы в красную
Группа российских учёных совместно с немецким исследователем провела изучение фоточувствительного белка цианобактерий. Это каротиноидный белок, который в обычном состоянии имеет оранжевый цвет. При избытке освещения (например, при использовании фитотронной системы как в климатических камерах) он переходит в «активное» состояние и окрашивается в красный цвет.
С помощью каротиноидного белка цианобактерии осуществляют процесс фотосинтеза, создавая органические вещества из неорганических; при этом (как и у всех фотосинтезирующих организмов) поглощается углекислый газ и выделяется кислород. Цианобактерии – это одни из самых древних фотосинтезирующих организмов, они в некотором смысле являются предками всех высших растений (от многоклеточных водорослей до цветковых). Каротиноидный белок также помогает цианобактериям защищаться от избыточного освещения.
Исследователи смогли описать последовательность химических реакций, происходящих в каротиноидном белке при воздействии света. А это значит, что они установили, как цианобактерия избавляется от избытка кислорода в клетке. В частности, они описали два промежуточных состояния, которые образуются в процессе фотоцикла каротиноидного белка. Было установлено, что спектральные характеристики каротиноида и белка при фотохимических процессах изменяются с разной скоростью.
Открытые учёными процессы позволят разрабатывать новые методы доставки антиоксидантов в нужные места клетки. Антиоксиданты – важные компоненты при лечении ряда заболеваний, увеличении продолжительности жизни. Это объясняется неоднозначными свойствами кислорода: с одной стороны, это жизненно важный для организма элемент, и с другой стороны – он разрушает организм, способствует его старению. Антиоксиданты – это и есть вещества, которые удаляют избыточный кислород (точнее, замедляют и блокируют окислительные реакции в организме). Водорастворимые антиоксиданты, в частности, направляются в плазму крови.
Молекула каротиноида является гидрофобной, то есть она не растворяется в воде. Однако перенос её из мембраны в белок делает её в некотором смысле растворимой. Этим свойством и можно будет воспользоваться при разработке новых методов доставки антиоксидантов.
Открытие учёных поможет и в более общих биологических исследованиях – с его помощью можно понять, как цианобактерии приспосабливаются к изменяющимся условиям окружающей среды.
