Pyrolysin používají metan produkující archebakterie (archea) Methanosarcinaceae. Bakterie tuto aminokyselinu, respektive proteiny z ní, potřebují pro svůj energetický metabolismus. Neobejdou se bez ní, proteiny, kde je např. místo pyrolysinu lysin, nejsou funkční.
Vědci z Technische Universität München nyní v časopisu Angewandte Chemie objasnili, jak tato aminokyselina vzniká. Pyrolysin si bakterie připravují z lysinu. Meziproduktem při této přeměně je methylornithin. Proces katalyzuje enzym PylB.
To se předpokládalo už dříve, nyní se ale celý postup podařilo přímo zaznamenat. Rentgenová strukturní analýza přímo identifikovala komplex methylornithinu a enzymu. Meziprodukt byl po celou dobu doslova uzavřen v enzymu, jako v reakční nádobě. Katalyzovat tuto reakci není vůbec snadné, na aktivním místě enzymu se nachází komplikovaná prostorová struktura se 4 atomy železa a 4 atomy síry. Na reakci se navíc podílel S-adenosylmethionin jako kofaktor.
V laboratoři se podobné reakce dosud provést nepodařilo, respektive pro přeměnu lysinu na methylornithin a toho na pyrolysin bylo třeba provést více kroků. Takhle složitý enzym by se mohl hodit i biotechnologům (třeba vytvářet ještě jiné „umělé“ aminokyseliny nevyskytující se v proteinech živých organismů), totéž pak platí pro samotnou exotickou aminokyselinu.
Celý výzkum má vztah i k obecným otázkám o povaze genetického kódu – např. proč je degenerovaný. Kombinací tripletů je dost na to, aby kódovaly mnohem více aminokyselin. Přesto rozšíření standardní sady 20 stavebních kamenů je vzácné…
Zdroj: Eurekalert
Poznámky:
– selenocystein je cystein, který má na místo síry selen (podobný síře, však je v tabulce pod ní). Zde žádná speciální chemická kouzla potřeba nejsou. Kóduje ho v RNA triplet UGA, za jiných okolností stop-kodón (ukončovací, terminační). Selenocystein najdeme i v enzymech savců (glutathionperoxidáza), není tedy záležitostí nějakých exotických extremofilů. Je ho ale málo, proto se na něj přišlo až tak pozdě.
– dle Wikipedia.cz (http://cs.wikipedia.org/wiki/Pyrolysin, podrobněji anglická Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Pyrrolysine) najdeme pyrolisin i v některých pravých bakteriích.
– pyrolysinu odpovídá v RNA kodon UAG, běžně opět stop-kodon.
Snad ještě stojí za to drobné terminologické upřesnění. Třeba zrovna lysin bývá dále různě upravován na methyllysin, hydroxylysin apod. Ty ale za samostatné aminokyseliny nepokládáme – nejsou nijak kódovány, vznikají z lysinu až posttranslačními úpravami.
Vzorec pyrolysinu– zdroj Wikipedia, licence obrázku public domain
