Біологи розібралися, чому терміти-«камікадзе» не вибухають передчасно

05 вересня 2024 р. 22:51

05 вересня 2024 р. 22:51

Молекулярні біологи розібралися з тим, чому особливий білок, який дозволяє деяким термітам вибухати та захищати колонію від нападників не вбиває їх раніше, ніж потрібно. Цей білок зберігається у них на спині та дозволяє термітам вивільняти клейку речовину з токсичними речовинами та з її допомогою паралізувати або навіть вбивати своїх ворогів. Виявилося, що у його структурі наявні додаткові зв’язки між окремими амінокислотами, а також між білком та вуглеводами, що разом надає білку стійкості навіть в умовах тропіків. Результати опублікували в журналі Structure .

Терміти-самогубці Neocapritermes taracua. Dr. Aleš Buček

Навіщо термітам білок для суїциду?

Щоб захистити свою колонію від нападників, робочі особини термітів виду Neocapritermes taracua , протягом усього свого життя накопичують у спеціальних кишенях на своїх спинах білок блакитну лакказу BP76. Цей білок є ферментом, тобто каталізатором хімічних реакцій в організмі.

Коли в старості робочі особини стикаються з загрозою, вони розривають кишені на спинах, звільняючи фермент. Змішуючись з іншими, не токсичними сполуками з організму термітів, фермент стимулює утворення токсинів бензохінонів, які вбивають терміта та паралізують або вбивають нападника на колонію. Щоб розібратися, як блакитна лакказа BP76 зберігає свою активність та не руйнується раніше часу навіть в екстремальних умовах тропічних лісів, чеські науковці дослідили структуру цього білка у термітів.

Яким виявився фермент термітів?

Науковці виділили фермент лакказу безпосередньо із залоз термітів і сформували з нього мікроскопічні кристали, які дослідили за допомогою рентгеноструктурного аналізу. Це дозволило визначити молекулярну структуру ферменту з високою роздільною здатністю. Як виявилося, стійкою лакказу робить її стабільна структура, яка компактно згорнута, зміцнена хімічними зв’язками всередині білка між атомами сірки та пов’язана з додатковими молекулами вуглеводів. Стабілізує фермент і його здатність утворювати димери, тобто комплекси з двох однакових молекул білка.

Розташування білка блакитної лаккази ВР76, який дозволяє термітам вибухати і знищувати ворогів. Škerlová et al. / Structure, 2024

Чому цікаво вивчати ферменти термітів?

Науковці не навели практичного використання свого дослідження. Але оскільки ферменти є унікальними каталізаторами хімічних реакцій, то вивчення лаккази, яка довго зберігає свою активність, може допомогти у розробці інших стійких ферментів, наприклад пепсину, який використовують у виготовленні сиру. А вивчення методів, за допомогою яких терміти борються з іншими комахами, може допомогти створити біологічні засоби захисту культурних рослин від шкідників.

Більше новин із життя термітів

⚔️ Хоча захистом сучасних колоній термітів займаються спеціалізовані особини-солдати, у крейдовому періоді устрій колоній міг бути іншим — на це вказує знахідка тогочасного терміта, який мав ознаки й солдата, і репродуктивної особини.

🪲 А от колонії австралійських термітів виявилися не надто захищеними, адже у них знайшли незвичного жука, який створив на своєму череві термітоподібне утворення для того, щоб обманом потрапляти у колонії цих комах і відбирати їхню їжу.

❤️ У бурштині знайшли пару з двох термітів віком 38 мільйонів років, яка розповіла науковцям про залицяння цих давно вимерлих тварин, які мали шлюбну поведінку, подібну до їхніх сучасних нащадків.

Наука