Vlastní celulolytické enzymy tesaříků

Organismy, které se živí dřevem, ale i jinou rostlinnou potravou se spoustou celulózy „jako trávou“, to nemají lehké. Buničina se štěpí těžko a lignin ještě hůř. Ale umějí to mnohé mikroorganismy. A ty si pak mohou ochočit živočichové. Nejznámější je případ všekazů, kteří mají ve střevu celulolytické bakterie a eukaryotní brvitky (které mají příslušné bakterie v buňce). Také víme o krávě, že má v bachoru kvůli trávení bakterie a nálevníky bachořce. Ve skutečnosti ale tráví celulózu hromada dalších živočichů a někteří mají i vlastní enzymy, ne jen symbionty. Potřebných enzymů jsou funkčně tři typy: endoglukanáza, exoglukanáza a glukosidáza. Endoglukanázu čili endocelulázu – vedle endosymbiontů – mají plži a korýši včetně hmyzu. Glukosidázu na štěpení výsledných disacharidů má mnoho živočichů. Exoglukanázu většinou dodávají symbionti.

Složité to mají třeba tesaříci. Jejich larvy se vyvíjejí ve dřevě, často v mrtvém a dost suchém. Trvá to i několik let. I u nich se našla vlastní celuláza vedle symbiotických mikroorganismů. Malé střevo tesaříků oproti všekazům znamená, že větší význam u nich mají vlastní enzymy. Sekvenováním mRNA z larev, kukel a dospělců tesaříků Mesosa myops byla zjištěna exprese osmi celulázových genů. Jsou aktivní hlavně ve střevních buňkách larev. Strukturou patří zjištěné geny do rodiny glukosidových hydroláz (GH) 45 a 5.

Fylogenetickou analýzou struktury všech GH45 genů se ukazuje, že tyto geny se objevily u předka broučího infrařádu Phytophaga, a různé jejich kopie mají tedy kromě tesaříků i mandelinky a nosatci. Broučí předek je snad získal horizontálním přenosem od symbiontů – není jasno, zda od hub, nebo od brvitek, jaké mají termiti. Vlastní celulázu 45, tentokrát jasně přenesenou od hub, mají některé hlístice. Měkkýši ji nezávisle získali bůhvíodkud.

Geny GH5 sdílí Mesosa s dalšími tesaříky. U jiných brouků známy nejsou. Tyto geny pocházejí od bakterií. U tesaříků se duplikovaly na několik kopií. Jedna z těchto kopií je aktivní u dospělých tesaříků. GH5 získaly nezávisle také některé hlístice a houby jako kropidlák, zatímco všekazi mají kromě symbiontů úplně jinou skupinu vlastních celuláz GH9. (Acta Biochim Biophys Sin 47, 741–748, 2015)