: Биодеградация хитина: биотопливо и устойчивые к грибкам растения

02.09.200549910
Vincent Eijsink из Norwegian University of Life Science в исследовании, недавно опубликованном в Journal of Biological Chemistry, сообщает об открытии новой молекулы, играющей незаменимую роль в деградации биополимера хитина. Эта новая молекула, в конечном счете, послужит помощником в создании растений, устойчивых к грибковым заболеваниям, и откроет путь к созданию доступного биотоплива.

Хитин – нерастворимая молекула, состоящая из тесно упакованных цепочек полимеризованных сахаров. Она синтезируется различными ракообразными, моллюсками, водорослями, насекомыми, грибами и дрожжами и служит основным структурным компонентом этих организмов. Например, хитин придает прочность и жесткость каркасу (кутикуле) креветок и насекомых и клеточным стенкам грибов. Поскольку хитин присутствует в природе в избытке и обнаруживается у ряда патогенных организмов и паразитов, деградация хитина представляет большой интерес для человечества. Теоретически существует несколько способов разрушения хитина: вмешательство в метаболизм хитина у насекомых, вирусная инфекция насекомых, разрушение клеточных стенок грибов.

Ежегодно более одного миллиарда тонн хитина образуют насекомые, грибы и морские организмы. Несмотря на то, что это вещество широко распространено в природе, вследствие биодеградации хитин не накапливается в большинстве экосистем. Множество водных и наземных микроорганизмов продуцирует ферменты – хитиназы, ответственные за разложение хитина. Для разрыва связей между углеводными единицами хитиназы должны получить доступ к этим связям посредством разрушения упаковки углеводных цепочек в молекуле хитина. До сих пор неясно, как именно хитиназы осуществляют это проникновение.

Eijsink и его коллеги исследовали разрушение хитина почвенной бактерией Serratia marcescens. Они установили, что кроме хитиназы бактерия также синтезирует белок CBP21, который разрушает хитиновый полимер, делая его более доступным для деградации хитиназой. Было установлено, что добавление этого белка во много раз ускоряет разрушение хитина. Прикрепление CBP21 к хитину носит высокоспецифичный характер и ведет к разрушению структуры хитина, делая отдельные углеводные цепи более доступными для ферментативного разложения.

Новый протеин может найти широкое применение. Например, трансгенные растения, которые экспрессируют и хитиназу, и CBP21, будут способны противостоять грибковым заболеваниям, разрушая хитин в клеточных стенках грибов. Кроме того, это внесет ясность в понимание кругооборота хитина в природе и возможности влияния на метаболизм хитина насекомых и других организмов.

CBP21 рассматривается как помощник в производстве биотоплива. Огромное количество хитина доступно для использования. Однако существующие недостатки технологии его переработки ограничивают использование этого вида отходов. CBP21-подобные протеины могут сыграть важную роль в эффективной ферментативной переработке этого ценного сырья. Это открытие может привести к обнаружению протеинов с аналогичными функциями, играющими роль в превращении целлюлозы.

Интернет-журнал "Коммерческая биотехнология" http://www.cbio.ru/ по материалам JBC.

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей