Главная страница / Новости / Биологическая важность селена во вселеннойКарта сайта | Контакты

Биологическая важность селена во вселенной

19 октября 2022

Концепция генной терапии ДНК

Концепция генной терапии ДНК

Селен является важным микроэлементом во всех царствах жизни.

Ученые из Принстона открыли первый способ включения селена в натуральные продукты.

Исследователи из Принстонского университета обнаружили процесс биосинтеза, который включает селен в микробные малые молекулы, что стало первым случаем обнаружения таких атомов в натуральных продуктах и открыло новые возможности в селенобиологии.

Полученные данные также означают, что селен, важный микроэлемент, присутствующий во всех царствах жизни, может играть более важную биологическую роль в бактериях, чем считали ученые ранее.

Выводы, опубликованные в журнале Nature, были сделаны Чейзом Кайрузом, Джонатаном Хуангом, Николь Хаузер и Мохаммадом Сейедсаямдостом.

Путь биосинтеза селена

«Это было своего рода закрытое поле. За 20 лет никто не нашел нового пути метаболизма селена», — сказал Кайруз. «Биосинтез селенопротеинов и селенонуклеиновых кислот был изучен в 80-х и 90-х годах. И с тех пор люди как бы предполагали, что это единственное, что микробы делают с селеном. Мы просто задавались вопросом, могут ли они включать селен в другие небольшие молекулы? Оказывается, они есть».

Путь биосинтеза селена

На этой иллюстрации показан биосинтетический путь включения селена в микробные малые молекулы, что указывает на неиспользованное «химическое пространство» в бактериях, которое теперь можно использовать для получения новых природных продуктов. 1 кредит

Сейедсаямдост заявляет: «Наша работа показывает, что природа действительно разработала пути для включения этого элемента в небольшие молекулы, сахара и вторичные метаболиты. Селен обладает замечательными свойствами, которые отличаются от свойств любого другого элемента, содержащегося в биомолекулах. Включение селена в селенонеин, например, делает его намного лучшим антиоксидантом, чем серная версия молекулы. Но в то время как сера присутствует в биомолекулах повсеместно, селен встречается гораздо реже и, как считалось, ограничивается биополимерами.

Он продолжает: «Природа разработала специальные механизмы для включения серы или селена в натуральные продукты, тем самым используя преимущества уникальных свойств обоих элементов через пути, характерные для каждого из них».

В поисках селена

Исследователи начали свое исследование с предположения, что атомы селена должны встречаться в натуральных продуктах из-за их широкого использования в других местах. Им было интересно, как такая подпись может выглядеть в микробных геномах.

Они реализовали стратегию анализа генома в поисках генов, которые находятся рядом с selD, который кодирует первый шаг во всех известных селеновых процессах внутри клетки.

Довольно быстро они обнаружили один ген, локализованный совместно с selD, названный senB, который привлек их внимание, особенно потому, что ранее он не участвовал в метаболизме селена.

Дальнейшее исследование выявило третий совместно локализованный ген, названный SenA. Кайруз предположил, что эти три гена могут быть вовлечены в новый путь биосинтеза селена.

Они смогли экспрессировать каждый из этих новых генов в Escherichia coli, таким образом собрав весь путь в пробирке. Это выявило производство двух селенсодержащих небольших молекул — селеносахара и молекулы, называемой селенонеином. Также были обнаружены два фермента, которые образуют углерод-селеновые связи, первые такие ферменты, которые действуют на малые биологические молекулы.

Исследование финансировалось Национальным научным фондом, Национальными институтами здравоохранения, Эдвардом С. Тейлором, Фондом исследований в области наук о жизни и Швейцарским национальным научным фондом.

Источник

Метки: