Биолюминесценция – способность живых организмов светиться – находит широкое применение в медико-биологических исследованиях. Открытие нового фермента, который, как пишут ученые в журнале Biochemistry, является переходным звеном в эволюции биолюминесценции, позволит в будущем создавать такие энзимы, которые выведут свечение на новый уровень: оно станет на несколько порядков ярче и «разноцветнее».
Молекулярный биолог Вадим Вивиани (Vadim Viviani) из Федерального университета Сан-Карлуса (Бразилия) вместе с коллегами изучают люциферазы – ферменты, играющие важную роль в обеспечении биолюминесценции у светлячков, медуз и других светящихся существ. Известно, что биолюминесценция возникла 400 млн лет назад у медуз, позднее – у светлячков и других жуков. Но как именно это произошло, оставалось загадкой и предметом споров. Меж тем ответ на этот вопрос позволит в перспективе производить более разнообразные биолюминесцентные ферменты для медицины и биологии.
В своей статье ученые описывают открытие люциферазоподобного фермента у личинок жука Zophobas morio, которые биолюминесценцией сами по себе не обладают. Это вещество представляет собой «недостающее звено» между нелюминесцентными предковыми ферментами и «яркими» современными люциферазными ферментами светлячков. Команде Вивиани удалось понять, какие изменения в своей структуре должны претерпеть эти виды «темных» энзимов, чтобы превратиться в люциферазы.
Затем они использовали полученные знания для разработки совершенно новой люциферазы, которая обеспечивает оранжевое свечение. Это первый случай получения люциферазы из дальнородственных ферментов с другими метаболическими функциями. Ученые считают, что данное открытие может найти применение в биотехнологии, а именно в разработке новых люцифераз, в том числе более «ярких» и разноцветных.
