Новости химической науки > Бром входит в число элементов, необходимых для животных

Ранее предполагалось, что для жизни животных, в том числе и человека, необходимо двадцать семь химических элементов. Результаты нового исследования позволяют пополнить список двадцать восьмой позицией – «клуб элитных элементов» пополнил бром.

Исследователи из Университета Вандербильда впервые установили, что бром, представляет собой двадцать восьмой химический элемент, необходимый для роста ткани всех животных от примитивных обитателей моря до человека (всего в коре, атмосфере и гидросфере Земли можно обнаружить 92 химических элемента). Как заявляет руководитель исследования, Билли Хадсон (Billy Hudson), без брома животные просто не могли бы эволюционировать.

Двадцать восьмым элементом, жизненно необходимым для жизни человека и других животных, является бром. (Рисунок из Cell, 2014; 157 (6): 1380)

Исследователи продемонстрировали, что если из рациона фруктовых мушек полностью удалить вещества, содержащие бром, мушки умирают, однако, если им с питанием в организм попадает бром, они нормально развиваются. Результаты этого исследования в первую очередь важны и для здоровья человека – существует немалое количество пациентов, страдающих от дефицита брома, и пищевые добавки, содержащие этот элемент, могут способствовать улучшению здоровья пациентов, проходящих процедуру диализа или, например ввести бромсодержащие вещества в парентеральное питание.

Результаты новой работы являются самыми свежими из публикаций исследователей из Университета Вандербильта, которые исследовали то, каким образом коллаген IV формирует структуры, которые являются основой мембраны всех тканей, включая фильтрующую ткань, образующую почки.

В середине 1980-х годов интерес исследователей привлекло два редких заболевания почек, а исследование этих заболеваний привело к открытию двух ранее неизвестных белков, которые, переплетаясь друг с другом, образуют тройную спираль молекулы коллагена IV, фиксируя ее подобно тому, как тросы удерживают вантовый мост. Заболевание проявляется, если один из таких белков разрушается или формируется неправильно.

В 2009 сообщалось об обнаружении новой сульфилиминной связи, возникающей между атомами серы и азота, которая ускоряет формирование структуры коллагена IV. Дефект этой связи может способствовать возникновению редкого аутоиммунного заболевания – синдрома Гудпасчера (системный капиллярит с преимущественным поражением альвеол легких и базальных мембран гломерулярного аппарата почек по типу геморрагических пневмонита и гломерулонефрита), названного в честь декана медицинской школы Университета Вандербильта – Эрнеста Гудпасчера (Ernest Goodpasture).

Возникал вопрос – как образуется эта сульфилиминная связь, и в 2012 году на этот вопрос удалось найти ответ – оказалось, что в формирование этой связи вовлечен фермент пероксидазин(peroxidasin).

Характерный только для представителей страты животных, пероксидазин также может играть роль в заболевании – гиперактивность этого фермента может приводить к интенсификации отложения коллагена IV и утолщению мембраны, что, в свою очередь, отрицательно влияет на функции почек. В новом исследовании было продемонстрировано, что бромид-ион является кофактором, позволяющим пероксидазину участвовать в формировании сульфилиминной связи, то есть – без брома обменные процессы с участием этого фермента были бы невозможны.

Источник: Cell, 2014; 157 (6): 1380 DOI: 10.1016/j.cell.2014.05.009

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология