Грибы питаются мертвым растительным материалом и, таким образом, играют важную роль в углеродном цикле. Но сами они питаются, например, личинками насекомых и многими другими обитателями леса. Чтобы защитить себя, грибы и грибы разработали обширный арсенал химического оружия. Если, например, мицелий ложного гриба индюка-хвост повреждается от укуса личинки, образуются полиеновые соединения, которые влияют на личинки, подавляя окукливание.
Биосинтез этих полиенов идет по очень уникальному и ранее неизведанному пути, как обнаружили Дирк Хоффмайстер и его команда из Университета Фридриха Шиллера в Йене, Германия.
Гриб, получивший название BY1, при травме производит две разные ненасыщенные карбоновые кислоты с разветвленной цепью. В отличие от большинства известных полиенов, защитные полиены BY1 не состоят из хорошо известных строительных блоков изопрена, которые, например, образуют молекулярный каркас натурального каучука.
Вместо этого у них есть поликетидное тело, общий класс вторичных натуральных продуктов, с массивом сопряженных двойных связей. Эти двойные связи сдвинуты на один атом углерода по отношению к ацетатным звеньям, строительным блокам молекулы. Было неизвестно, как биосинтез управляет таким большим количеством сдвигов в одной молекуле.
В BY1 фермент, ответственный за эти сдвиги, — это одна поликетидсинтаза (PKS), как выяснили ученые. Такие ферменты производят большое разнообразие натуральных продуктов в растениях и грибах, но наблюдаемый здесь механизм необычен. Хоффмайстер и его коллеги утверждают, что это было «первое наблюдение индуцированной травмой экспрессии гена PKS и беспрецедентного сдвига множественных двойных связей, катализируемого одним PKS."Таким образом, один единственный фермент, кажется, действует как мастер оружия.
Ученые определили этот фермент как часть отдельной, но неизученной филогенетической клады грибковых ферментов PKS. Чтобы подтвердить эту классификацию, они воссоздали ген BY1 PKS в модельном грибе Aspergillus niger.
Как следствие, эта модифицированная форма производила обе полиен карбоновые кислоты BY1. Авторы предполагают, что эта стратегия защиты для создания необычного полиена является широко распространенным механизмом грибов.
