Учёные открыли самый большой белок в биологической химии. Вещество, обнаруженное в клетках золотистых водорослей, получило наименование PKZILLA-1.
Большинство протеинов, которые встречаются в среднестатистических сложных организмах, имеют довольно скромные габариты: при длине не более пары нанометров они весят около 50 кДа (килодальтонов). В сравнении с ними новый белок, открытый учёными из Калифорнийского университета в Сан-Диего, это настоящий монстр. Длина PKZILLA-1 может достигать 1250 нм, а весит этот белок до 4730 кДа. Это значит, что данный протеин с немалым отрывом отбирает пальму первенства у прежнего рекордсмена – титина, белка, играющего важную роль в процессе сокращения поперечнополосатых мышц. Титин, состоящий из 38138 аминокислот, имеет длину до 1000 нм и весит около 3990 кДа.
По словам ведущего автора исследования Бредли Мура, PKZILLA-1 – это Эверест в мире белков. Его открытие расширяет наше понимание того, на что способна биология и природа. Этот гигантский протеин был обнаружен в золотистых водорослях вида Prymnesium parvum вместе с несколько более компактным, но всё равно довольно крупным белком PKZILLA-2. Оба вещества принимают участие в процессе синтеза токсина, известного как примнезин. Ранее учёные обнаружили взаимосвязь между данным токсином и массовым мором рыбы, который можно наблюдать при цветении золотистых водорослей в водоёмах со стоячей водой.
Исследователи пришли к выводу, что белки группы PKZILLA являются ферментами, необходимыми водорослям для запуска и поддержания химических реакций, задействованных в производстве токсинов. В частности, открытые учёными формы белков участвуют в 239 химических реакциях. По мнению профессора Мура, открытие его команды может стать полезным для разработки тестов по обнаружению золотистых водорослей вида Prymnesium parvum нового поколения. Новые исследования показали, что производство токсинов начинается как реакция водорослей на стресс на фоне понижения содержания азота и фосфора в водоёме. Учитывая то, насколько опасными их токсины являются для популяций пресноводных рыб, человечеству критически важно найти эффективные способы предотвращения подобных ситуаций.
Учёные отметили, что открытие нового рекордного белка также может послужить вдохновением для разработки новых химических соединений. По словам профессора Мура, мы можем позаимствовать у природы методологию построения столь крупных белков для создания сложных полезных веществ, которые лягут в основу новых материалов или препаратов.