Aktuální číslo:

2018/2

Téma měsíce:

Bionika

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

Návrat Široka

Návrat Široka

Pavel Pipek  |  9. 2. 2018
Zpráva, která na mě právě vyskočila na Twitteru, by asi většinu Evropanů nechala chladnou, ale mé srdce buší tak, že mám chuť okamžitě vyskočit z...
Rytíř našich vod

Rytíř našich vod

Marek Janáč  |  5. 2. 2018
Na stěně ve své kanceláři má vystavené krunýře velkých raků. Za jeho pracovní židlí v akváriu rak. V knihovně knihy o racích a v laboratoři ve...
O kvantových počítačích a šifře RSA

O kvantových počítačích a šifře RSA uzamčeno

Jiří Poš  |  5. 2. 2018
značným příslibem pro výpočetní systémy budoucnosti je rozvíjející se obor kvantových počítačů. Představují naději, že eliminují některá vážná...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

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

 

Objednat předplatné