Американские биохимики сделали удивительное открытие. Выяснилось, что оранжевые плоды стрелиции Николая окрашены билирубином -- пигментом желчи. До сих пор считалось, что билирубин -- исключительная прерогатива животных.
Ученые из Международного университета Флориды (Florida International University) под руководством доктора Кэри Пирон (Cary Pirone) обнаружили растения, в плодах которых синтезируется билирубин. Как оказалось, этот пигмент и определил ярко оранжевую окраску плодов тропического растения стрелиции Николая (Strelitzia nicolai) и еще нескольких представителей семейства стрелициевых (Strelitziaceae). До этой находки считалось, что билирубин присутствует только у животных.
Билирубин у животных
Билирубин -- пигмент, который входит в состав желчи животных, в том числе и человека. Он является продуктом метаболического распада гемоглобина и образуется в результате разрушения эритроцитов. Кровяные тельца, содержащие гемоглобин, отмирают, и организм должен каким-то образом вывести продукты их разрушения. Процесс разрушения гемоглобина происходит в селезенке. Гем – небелковая часть гемоглобина, соединение производного порфирина и железа -- под действием гем-оксидазы превращается в биливердин. А потом происходит восстановление биливердина до билирубина. Но выводить продукты разрушения гемоглобина нужно очень экономно: ведь гем содержит железо – ценный элемент, которым организм не может разбрасываться просто так. Поэтому часть билирубина выводится из организма, а часть попадает обратно в кровь и используется для синтеза гема.
Растительный гем
Растения, как это ни удивительно, тоже содержат гем. Конечно, у растений нет гемоглобина. Гем у растений связывается не с белком глобином, а с другими белками и находится в комплексе цитохромов – гем-содержащих ферментов, участвующих в процессах метаболизма. При окислении растительного гема также образуется пигмент зеленого цвета биливердин. Но здесь, как считалось до сих пор, пути преобразования биливердина у растений и животных кардинально расходятся. У растений биливердин не восстанавливается до билирубина. При дальнейшем окислении он превращается в фитохромобиллин – пигмент, входящий в часть фитохрома – системы, регулирующей свет-зависимые процессы в растении.
Плоды -- источник билирубина
Доктору Пирон удалось обнаружить удивительное явление: в плодах растений семейства стрелициевых биливердин восстанавливался до билирубина. Обнаружение билирубина в плодах не случайно. Ведь именно здесь происходит усиление клеточного дыхания растения. Дополнительная энергия от этого подъема необходима плоду для синтеза высокомолекулярных веществ – белков, жиров и углеводов. Но за счет активации дыхания возникает проблема -- появляется большое количество активных форм кислорода, которые начинают работать как сильные окислители. Возможно, они и запускают механизм преобразования гема и синтеза билирубина.
По словам доктора Пирон, обнаружение билирубина в растениях кардинально меняет модель циклов преобразования порфиринов в растительной клетке. Пока трудно сделать более масштабные выводы. Выяснить все подробности биохимического механизма синтеза билирубина в растениях ученым только предстоит.
Об открытии можно прочитать в мартовском номере Journal of American Chemical Society.
