Микробиолог Майк Джеттен специализируется на отслеживании новых бактерий и архей, которые проводят замечательные химические реакции. В 2011 году он обнаружил первобытный архон в грязевых котлах итальянских вулканических сольфатар, которые получают свою энергию путем преобразования CS2 в H2S и CO2 с помощью фермента CS2hydrolase. Структурный анализ показал, что фермент состоит из двух форм: одинарных кольцевых структур и двойных кольцевых структур, наложенных друг на друга и склепанных вместе; также называемые гексадекамеркатенанами.Таинственные кольца
Блокирующие кольца очень особенные. Их заблокированная белковая структура, которая поддерживается за счет слабых нековалентных взаимодействий, никогда раньше не наблюдалась в биологии. Вот почему исследователи сначала должны были проверить, были ли структуры цепной цепи артефактом, и что они на самом деле смотрели на два незакрепленных кольца, случайно переплетенных друг с другом. Жасмин Мецинович, химик из Университета Радбауд в Неймегене, исследовал, была ли «взаимосвязанность» двойных колец реальной.
«Растворяя фермент, мы могли бы проверить соотношение одинарных и двойных колец в низких концентрациях. Если бы двойные кольца действительно были артефактом, вы не ожидали бы их в низких концентрациях, потому что вероятность случайного наложения колец там очень мала. соотношение оказалось одинаковым во всех различных растворах, показывая, что взаимосвязанные кольца существуют. Мы проверили это с помощью трех различных химических методов: эксклюзионной хроматографии, многоуглового рассеяния лазерного света и собственных масс-спектрометрических анализов ».Эволюция или совпадение
Три метода подтвердили результаты друг друга, и теперь Мецинович точно знает: блокирующие кольца настоящие. Его статья уже привлекает большое внимание: вскоре после публикации в Интернете в Chemical Communications, журнал был отмечен как «горячая статья».
«У нас в руках очень особенная белковая сборка», — говорит Мецинович. «В последние десятилетия химики всесторонне исследовали искусственные катенаны с небольшими молекулами, но мы начали исследования чрезвычайно редких биологических катенанов. Практически нет работ по этому вопросу, поэтому есть много фундаментальных вопросов, которые все еще необходимо решить.
Теперь я хочу чтобы выяснить, почему мать-природа выбрала эту форму. Может быть, она эволюционная, может быть, эта форма имеет преимущества перед другими в катализе или стабильности.
Но это также может быть химическое совпадение. Я хочу выяснить это, описав молекулярную структуру двойных колец даже лучше."