Aktuální číslo:

2020/9

Téma měsíce:

30 let CTS

Mezi stopové biogenní prvky už musíme řadit i lanthanoidy

 |  16. 1. 2014
 |  Vesmír 93, 51, 2014/1

Snad každý středoškolák ví, že základními (biogenními) prvky všech živých organismů na Zemi jsou uhlík, vodík, kyslík, dusík, fosfor a síra. Seznam biogenních prvků je však mnohem širší a začal se rozšiřovat s rozvojem nových a citlivějších analytických metod. Tak se mezi prvky nezbytnými pro život objevil vápník, hořčík, sodík a draslík, zinek, železo, jód, fluor, selen a další prvky, zejména kovy. Mnohé jsou v živých organismech obsaženy jen ve velmi nepatrném množství a bývají označovány jako stopové. Stopové prvky jsou pro organismus velmi důležité, protože jsou nepostradatelné pro funkci některých enzymů a jimi řízených biologických procesů. U některých je jejich role v organismu přesně definována, jako např. u křemíku, niklu, lithia, boru nebo vanadu, u jiných zatím přesně nevíme, jakému účelu slouží. To platí např. pro mangan, měď nebo chrom.

Nové objevy v metaloproteomice rozšířily spektrum stopových biogenních prvků o další reprezentanty. 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. Podrobná analýza obsahu stopových prvků v živých organismech ukázala, že z 343 nově zachycených proteinů s navázaným kovem jich 158 neodpovídalo žádnému známému metaloproteinu. Nově objevené proteiny obsahovaly kobalt, železo, nikl, wolfram a zinek (v 83 případech), jiné zase olovo, mangan, molybden, uran a vanad (v 75 případech) – Vesmír 90, 258, 2011/5.

O tom, že spektrum stopových biogenních prvků se stále rozšiřuje, svědčí výsledky studia metanotrofní bakterie Methylacidiphilum fumariolicum SolV žijící v kyselých vulkanických bahnech. Pracovníci z nizozemské Radboud University Nijmegen zjistili, že tento extremofilní mikroorganismus potřebuje k životu prvky vzácných zemin (lanthanoidy). Bakterie z odebraných vzorků italského vulkanického bahna dokázaly přežít jen ve svém přirozeném prostředí. V uměle připraveném laboratorním prostředí odmítaly růst. Bylo zjevné, že jim chybí nějaká důležitá složka. Po šesti letech výzkumů se kolektivu vědců vedených Op den Campem podařilo identifikovat, že jde o čtyři lanthanoidy: lanthan, cer, praseodym a neodym. Bylo zjištěno, že ionty těchto kovů jsou důležitou složkou aktivního centra bakteriálního enzymu methanoldehydrogenázy, která přeměňuje methanol CH3OH na formaldehyd HCHO (Environ. Microbiol. 2013 Aug 18, doi: 10.1111/1462-2920.12249).

Lanthanoidy, které jsou pro naše nové technologie velmi důležité, jsou zřejmě neméně důležité také pro život. Bude-li další výzkum stopových biogenních prvků postupovat dosavadním tempem, brzy bude v jejich seznamu celá Mendělejevova tabulka.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biochemie
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

Sukcese mrtvoly pro mne končí kostrou

Sukcese mrtvoly pro mne končí kostrou

Ondřej Vrtiška  |  7. 9. 2020
Forenzní entomologie pomáhá kriminalistům určit dobu a místo smrti, odhalit manipulaci s tělem a rekonstruovat události, k nimž došlo třeba i před...
Arény pravěku a rituální krajina pod Řípem

Arény pravěku a rituální krajina pod Řípem

Jan Turek  |  7. 9. 2020
V naší krajině se skrývají tajemství předků, která nelze pouhým okem spatřit, a přesto jejich pozůstatky dokážeme odhalit jako kamínky dávno...
Kreativní mozek novozélandského rošťáka

Kreativní mozek novozélandského rošťáka uzamčeno

Pavel Pipek  |  7. 9. 2020
Je to „drzoun“ s pronikavým intelektem. Jeho hlas i bezstarostná hravost v nás vyvolávají smích, vynalézavost při destrukci lidských výrobků...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné