Rekordně gigantický protein PKZILLA vyrábí jed toxickým prvokům  
Toxický bičíkovec Prymnesium parvum umí při přemnožení vytvořit „vodní květy,“ kterými masově tráví ryby. Padouchem je v tomto případě bizarně složitý hemolytický fykotoxin prymnesin, jehož chemický název byste nikdy nechtěli vyslovovat. Bičíkovcům ho vyrábí dvojice superproteinů PKZILLA-1 a 2, z nichž ten větší budí hrůzu 1 250 nanometry a 4 730 kilodaltony.

Roztomilé prymnesium. Kredit: Greg Southard, Texas Parks & Wildlife Department.
Roztomilé prymnesium. Kredit: Greg Southard, Texas Parks & Wildlife Department.

Prymnesium parvum je pozoruhodný eukaryotní fotosyntetický bičíkovec z nanoplanktonu, který patří do linie Haptofyta. V anglofonním prostředí se mu poněkud nešťastně přezdívá „toxic golden alga,“ čili toxická zlativka, česky ještě nešťastněji „zlatá řasa.“ Prymnesium ale není zlativkám blíž příbuzné a jistě by si zasloužilo nějaké úderné české jméno, aby „zlatá řasa“ nevyvolávala trapná nedorozumění. Nejraději se vyskytují v mírně slaných a spíše zásaditých vodách, ale lze se s nimi setkat leckde.

 

Porovnání proteinů PKZILLA-1 a titin, včetně jejich podjednotek. Kredit: Tim Fallon.
Porovnání proteinů PKZILLA-1 a titin, včetně jejich podjednotek. Kredit: Tim Fallon.

Jak se v minulých letech několikrát ukázalo, je to drsný zabiják ryb. Prymnesium totiž vylučuje zvláštní hemolytické fykotoxiny prymnesiny. Jsou to podivné masivní molekuly s velkou polyetherovou polycyklickou kostrou, na které je řada dalších chemických zvláštností.

 

Prymnesin-1. Kredit: Charlesy, Wikimedia Commons.
Prymnesin-1. Kredit: Charlesy, Wikimedia Commons.

Prymnesiny jsou velmi jedovaté pro ryby a při přemnožení prymnesií způsobují masové úhyny, jako například na řece Odře v roce 2022. Pro lidi a další savce zřejmě nejsou nebezpečné, ale doporučuje se otrávené ryby nejíst.

 

Bradley Moore ze Scripps Institution of Oceanography a University of California, San Diego a jeho kolegové nedávno našli v tomto prymnesiu rekordně obrovský protein. Biologie teď žádný větší nezná. Dostal přiléhavé jméno PKZILLA-1 a společně se sesterským proteinem PKZILLA-2 funguje jako dechberoucí enzymová továrna na výrobu prymnesinu.

 

Proteiny jsou většinou dlouhé pár nanometrů a jejich relativní hmotnost, vyjádřená v jednotkách molekulové hmotnosti, čili v daltonech (Da), je u eukaryotních organismů obvykle kolem 50 kDa. PKZILLA-1 je monstrum o délce 1 250 nanometrů a relativní molekulové hmotnosti 4 730 kDa. Být to srovnatelných proporcí, báli byste se to potkat v noci. PKZILLA-1 pohodlně, rozdílem třídy, poráží dosavadního rekordmana, lidský svalový protein titin, který měří do 1 000 nanometrů a jeho relativní hmotnost je 3 990 kDa.

 

Jak trefně kroutí hlavou Moore, je to Mount Everest mezi proteiny. Jen zíráme, co biologické molekuly dovedou. V případě proteinů PKZILLA-1 a 2 navíc nejde o nějaké netečné obludy. Jsou to velmi sofistikované biomolekulární stroje, které společně vyrábějí složitou molekulu prymnesinu v celkem 239 dílčích chemických reakcích. Kromě úžasu nad evolučními konstrukcemi se můžeme poučit, co všechno je s biomolekulami možné. Molekulární inženýři si už jistě brousí drápy.

 

Video: Mass fish deaths haunt river on Polish-German border | AFP

 

Video: Sea Secrets 2022 with Bradley Moore

 

Literatura

New Atlas 8. 8. 2024.

Science 385: 671–678.

Datum: 09.08.2024
Tisk článku

Související články:

Vědci poprvé nafotili jednotlivé molekuly proteinů     Autor: Stanislav Mihulka (06.02.2016)
Vylepšený bakteriální superenzym nenasytně hltá plastový odpad     Autor: Stanislav Mihulka (01.10.2020)
Endosymbiont kokolitky se mění na organelu fixující dusík, nitroplast     Autor: Stanislav Mihulka (12.04.2024)
První známá přírodní fraktální molekula je matematickým zázrakem     Autor: Stanislav Mihulka (17.04.2024)



Diskuze:

drobnosti

Daniel Fiala,2024-08-12 15:48:33

Pane Mihulko,
1) předně nejde JEN o ryby (v textu 3x), ale o organismy dýchající žábrami. Škeble a šneci se do masových médií nedostaly, na oslu snad příště místo najdou :-)
Decimace* mlžů (Odra 2022) má na fungování ekosystému řeky (hl. Dolní Odry, kde došlo k 90% celk. úhynu ryb i mlžů z celého, přes 500 km dlouhého, úseku) asi podstatnější vliv, než lidmi konzumované a tudíž běžnými žurnalisty trachtované ryby ... a tudíž i všemi, co od žurnalistů čtou poučky 3x vydestilované.

2) Jestli se 'zlatá řasa' píše českých novinách s uvozovkami, tak s tím nemají problém ani zlatníci, natož biologové a většinová společnost si to správně spojí se zlatavou barvou vody, což mají se Zlativkami společné (výbavou pigmentů se prakticky neliší!). Hlavní odlišnost a také příčina současné taxonomické odchýlenosti (velké vzdálenosti) od chrysofyt spočívá v přítomnosti haptonematu, což zde vybraná fotka skoro nepostihuje.
Obzvláště vyvinuté je např. u chrysochromuliny, kterou lze v č. vodách často potkat a i školním=světelným mikroskopem dobře rozeznat.
Její video např. zde https://journals.biologists.com/bio/article/8/2/bio036590/2140/Microtubule-stabilizer-reveals-requirement-of-Ca2
P.parvum se s jedinou vyjímkou v ČR nepotká a má haptonema mnohem menší než bičíky, ale trčí jako hřebík a je intenzivně světlolomné (v LM).

3) Buďte opatrnější při nekritickém přejímání cizích "zaručených" zpráv: psát o "spíše zásaditých vodách" bez pochopení je zavádějící a rozhodně nejde o typický znak. Přijde Vám třeba Odra "spíše zásaditá voda"?

4) Pro český kontext je absolutně nejdůležitější = primární znečištění důlními vodami na "ostravsko-karvinské revíru" a sec. fosforem a terc. degradací hydromorfologického stavu řeky (požadovaná kanalizace Odry po Opavu).

Ale jinak díky, že jste jednu raritku (4.730 kDa) vytáhl na světlo.

P.S. Nečetl jsem ani jeden český text, který by referujíce o P.p. použil taxonomické označení zlativky, v jakémkoli kontextu. Tento je první, a proto se domnívám zavádějící.

* pozn.: nešlo o decimaci v latinském smyslu vojenského trestu, mortalita byla u různých dr. mlžů 40-95%.

Odpovědět

Postavil bych ho....

Tomáš Novák,2024-08-09 19:15:42

...mimo zákon!

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz