Bioquímica: Las proteínas gigantes producen toxinas de algas
Se teme que las toxinas de las algas puedan provocar desastres medioambientales: podrían provocar la muerte de un gran número de peces, como ocurrió en el río Oder hace dos años. Las algas producen sus sustancias mortales con la ayuda de dos enzimas que se encuentran entre las proteínas más grandes de la biología.
© Patrick Pleul / Agencia de Prensa Alemana / Photo Alliance (detalle)
Algas microscópicas perfume parmencium Produce sustancias tóxicas llamadas premnesina, que frecuentemente causan grandes muertes de peces como la que ocurrió aquí en el río Oder en el verano de 2022.
Investigadores estadounidenses han decodificado la vía artificial de las toxinas de algas que se cree que causaron muertes masivas de peces en el río Oder en el verano de 2022. Expertos dirigidos por Timothy Fallon del Instituto Scripps de Oceanografía en La Jolla han hecho el descubrimiento. La proteína más grande jamás descubierta en un organismo vivo.
Desde finales de julio hasta finales de agosto de 2022, decenas de miles de peces han muerto en el río Oder. La razón parecía ser una aparición masiva de algas marinas unicelulares. perfume perfume Ocurre en todo el mundo principalmente en aguas costeras, pero también puede sobrevivir en zonas de aguas salobres con menor salinidad. En el río fronterizo entre Alemania y Polonia, los organismos planctónicos encontraron condiciones favorables debido a la sal supuestamente introducida artificialmente y a las altas temperaturas.
© Greg Southard, Departamento de Parques y Vida Silvestre de Texas (TPWD) (detalles)
perfume perfume Es un organismo unicelular que vive principalmente en aguas costeras de todo el mundo. Como algas, realizan la fotosíntesis, pero también pueden alimentarse de otros microorganismos.
Para aprovecharse de otros organismos unicelulares, se producen perfume perfumeLas toxinas de las algas se llaman perimencinas. Cuando se producen proliferaciones a gran escala, las sustancias entran en grandes cantidades en aguas abiertas y también envenenan a los organismos animales superiores, como los peces, en los que las branquias resultan especialmente dañadas. Hasta ahora no se sabía cómo las algas producen sus toxinas.
Las premencinas son compuestos de alto peso molecular que pertenecen a los llamados poliéteres. En busca de los genes responsables de la producción de premnisina, el equipo de Fallon revisó el genoma de las algas. Los científicos han descubierto los genes de dos enzimas que desencadenan una compleja serie de reacciones en las que se forman toxinas a partir de sus precursores.
© Tim Fallon, UC San Diego (detalles)
Gigantes proteicos | Con una masa molecular de 4,7 megaltons, se encuentra en las algas. perfume parmencium La enzima descubierta PKZILLA-1 (arriba) es aproximadamente un 25 por ciento más grande que la proteína humana más grande conocida (abajo). Ambas proteínas constan de varios dominios que juegan un papel importante en sus funciones.
Utilizando la abreviatura PKS de policétido sintasa, el equipo nombró a las enzimas que descubrieron PKZILLA-1 y PKZILLA-2. Cuando los investigadores analizaron el tamaño del material, se llevaron una sorpresa: PKZILLA-1 resultó ser la proteína más grande jamás descubierta en un organismo vivo. Según los expertos, contiene más de 45.000 residuos de aminoácidos y su masa molecular es de 4,7 megaltons, aproximadamente cinco millones de veces más pesado que un átomo de hidrógeno. Con 3,2 megaltons, PKZILLA-2 también parece gigantesco. A modo de comparación: la proteína humana más grande conocida, la titina, se encuentra en el músculo y consta de aproximadamente 34.000 residuos de aminoácidos y tiene una masa molecular de 3 a 4 megadaltones.
Fallon y sus colegas esperan que su descubrimiento permita un mejor seguimiento de las masas de agua. Utilizando pruebas de PCR, los genes de las toxinas de las algas se pueden detectar más rápidamente que las toxinas mismas, de modo que se pueden emitir alertas tempranas sobre la proliferación de algas tóxicas.
Ciencia 10.1126/ciencia.ado3290, 2024
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