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.
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.
