Aktuální číslo:

2018/10

Téma měsíce:

Navigace

Nové objevy v metaloproteomice rozšiřují spektrum biogenních prvků

 |  5. 5. 2011
 |  Vesmír 90, 258, 2011/5

V živých soustavách nacházíme biogenní elementy. Patří sem řada prvků periodické soustavy převážně s nízkou atomovou hmotností. Podle zastoupení a důležitosti pro živý organismus je dělíme na makroelementy a mikroelementy. Mezi makroelementy patří 11 prvků, které však tvoří až 99,9% hmotnosti živých organismů. Největší zastoupení mají prvky C, O, H a N, které tvoří až 95 % živé hmoty. Zbývajícími makroelementy jsou S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl – 7 prvků, které tvoří asi 4,9% podíl živé hmoty.

Mezi mikroelementy řadíme prvky, které jsou v živých organismech jen ve velmi malých množstvích, ale jsou nepostradatelné pro funkci některých enzymů a jimi řízených biologických procesů. Mezi klasické mikroelementy patří například jód, měď, železo, selen a další. Kromě nich se v organismech vyskytují prvky, jejichž úloha není dosud spolehlivě a jednoznačně prozkoumána, které jsou však v dávkách často menších než několik desítek nanogramů na gram potravy nezbytné pro normální životní funkce. Mezi tyto ultramikroelementy patří např. arzen, bor, fluor, mangan, molybden, nikl, křemík nebo vanad. Jejich procentuální zastoupení v živých organismech je tak malé, že mluvíme o stopových prvcích. Jejich úloha je zatím z velké části neznámá nebo se o ní spekuluje na základě teoretických úvah. Stopové prvky kovového charakteru bývají součástí metaloproteinů, molekul v nichž je kov vázán na molekulu proteinu.

Metaloproteiny hrají klíčovou úlohu v řadě biochemických pochodů. Například proteiny obsahující Fe a Cu se podílí na dýchání, proteiny s Mg hrají klíčovou úlohu ve fotosyntéze apod. Není snadné určit množství a biologický význam těchto stopových kovů. Podrobná analýza obsahu stopových prvků v živých organismech pomocí různých spektrometrických metod a chromatografií na mikroorganismu Pyrococcus furiosus zjistila, že z 343 zachycených kovových proteinových derivátů jich 158 neodpovídalo žádnému známému metaloproteinu. Nově objevené deriváty obsahovaly kobalt, železo, nikl, wolfram a zinek (v 83 případech) a olovo, mangan, molybden, uran a vanad (v 75 případech). Čištění osmi ze 158 nečekaných nálezů prokázalo čtyři nové proteiny obsahující nikl a molybden, čtyři pak olovo a uran. Analýza bakterií Escherichia coliSulfolobus solfataricus odhalila specifickou vazbu dalších neočekávaných kovů na proteiny. Vznikl tak zcela nový obor, metaloproteomika, která studuje proteiny, v nichž se vyskytují kovové ionty. V roce 1995 byl Markem Wilkinsem označen soubor proteinů produkovaných genomem nějakého organismu jako proteom. O deset let později se v souvislosti s metaloproteomikou objevuje termín metaloproteom, který lze chápat jako soubor všech metaloproteinů produkovaných genomem nějakého organismu. Objevy, které tento nový obor přinesl, podstatným způsobem rozšířily spektrum prvků důležitých pro život a metaloproteomika se ukázala být velkou nadějí pro další objevy v mikrobiologii, biochemii a toxikologii (Chem. Biol. 117, 793–794, 2010/8).

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Aktuality

O autorovi

Jiří Patočka

Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc., (*1939) vystudoval chemii a fyziku na PřF MU v Brně. Je profesorem toxikologie na Zdravotněsociální fakultě JU v Českých Budějovicích a emeritním profesorem Fakulty vojenského zdravotnictví Univerzity obrany v Hradci Králové. Je autorem knih Vojenská toxikologie (2004), Nutricní toxikologie (2008), spoluautor knih Doba jedová 1 a 2 (2011, 2012) a dalších.

Doporučujeme

Vlaštovka extrémista

Vlaštovka extrémista

Jaroslav Cepák, Petr Klvaňa  |  10. 10. 2018
Díky satelitní telemetrii se podařilo odhalit vpravdě neuvěřitelné výkony některých ptačích druhů. Nejznámějším je zřejmě osmidenní nonstop let...
Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Velké umění astronavigace: Od astrolábu po sextant

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Staří mořeplavci prý určovali polohu své lodi podle hvězd. Tato rozšířená romantická představa je ale nesprávná. Metoda astronavigace nikdy nebyla...
Jak se neztratit na moři

Jak se neztratit na moři

Petr Scheirich  |  1. 10. 2018
Dle znamenitého pozorování Slunce a Měsíce shledávám naši zeměpisnou délku 178° 18' 30" západně od Greenwiche. Zeměpisná délka dle logu je 175°...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné