Раскрыта новая роль бактерий в детоксикации планеты

Источник: tribunа.ru

Ученые Института исследований пустыни (Desert Research Institute, DRI, штат Невада, США) выяснили, что бактерии на Земле выполняют довольно необычную работу. Несмотря на то, что все бактерии изготовлены из левых (L) аминокислот, они способны расти на субстрате, содержащем правые (D) аминокислоты. Исследование, проведенное доктором Генри Саном и его докторантом Гаозеном Чжаном, финансировалось Институтом астробиологии НАСА. Полученные данные имеют важное значение для изучения жизни микроорганизмов на Земле и за ее пределами. Аминокислоты — фундаментальные строительные блоки жизни, бывают двух видов. Они имеют одинаковые детали, но их трехмерные структуры являются зеркальным отражением друг друга. Белки и ферменты во всех без исключения организмах Земли, используют L-форму аминокислот, а D-форма является для них токсичной.

Откуда же берутся D-аминокислоты? Все аминокислоты обладают свойством, позволяющим им спонтанно переходить из одной формы в другую. Этот процесс называется рацемизацией. Но рацемизация проходит очень медленно. Большая часть организмов не живет достаточно долго, чтобы этот процесс убил белки и сами организмы. Но в почве аминокислоты могут сохраняться в течение тысяч или даже миллионов лет, что позволяет рацемизации накапливаться. Высокая концентрация D-аминокислот, попадая в окружающую среду, может отравлять растения и животных, но этого не происходит. Изучив жизнь микробов в экстремальных условиях антарктических долин и пустынь, доктор Сан пришел к выводу, что именно бактерии предотвращают накопление D-аминокислот до опасного уровня. Эксперименты показали, что бактерии эффективно потребляют из культоральной жидкости не только естественные для них L-аминокислоты, но и несовместимые D-аминокислоты.

Доктор Сан поясняет, что токсичные формы не усваиваются бактериями в натуральном виде. Все бактерии имеют специализированный фермент — рацемазу, преобразующий аминокислоты из одной формы в другую. Ранее считалось, что этот фермент был изобретен для изготовления D-аминокислот. В отличие от растений и животных, бактериям необходимо небольшое количество таких аминокислот, не для построения белков, а для включения в клеточные стенки (это повышает их устойчивость и стабильность). Но теперь доктор Сан выдвинул гипотезу, что изначально бактерии «изобрели» рацемазу в процессе эволюции, как инструмент детоксикации D-аминокислот. И только потом бактерии, уже имеющие иммунитет к опасным формам, начали их использовать для укрепления клеточных стенок. Именно бактерии, сталкиваясь с высокими концентрациями D-аминокислот, переводят их в приемлемую форму и предотвращают отравление других организмов, лишенных рацемазы.