Wskrzeszony enzym sprzed 90 mln lat pomoże chorym z dną
Chorujemy na dnę moczanową, bo nadmiar kwasu moczowego odkłada się w stawach w postaci złogów. Większość innych ssaków nie ma takiego problemu, jednak u małp człekokształtnych gen oksydazy moczanowej (urikazy) - enzymu katalizującego rozkład kwasu moczowego do alantoiny - uległ zmutowaniu. Próbując w niecodzienny sposób poradzić sobie z tym problemem, zespół Erica Gauchera z Georgia Institute of Technology postanowił ożywić stare wersje białka.
James Kratzer, Miguel Lanaspac i Michael Murphy porównali urikazy współczesnych ssaków, wyciągając na tej podstawie wnioski dotyczące sekwencji odmian występujących u przodków. Gaucher porównał tę pracę do analiz lingwisty-historyka, który studiuje współczesne języki, by określić wymowę języka już niewystępującego. Później Amerykanie stworzyli prehistoryczne enzymy w laboratorium i zestawiali ich możliwości w zakresie rozkładu kwasu moczowego. Najbardziej aktywna okazała się najstarsza wersja, występująca u ostatniego wspólnego przodka wszystkich ssaków 90 mln lat temu. Wypadała lepiej od wszystkich współczesnych wersji.
W trakcie ewolucji ssaków, a zwłaszcza naczelnych, gen urikazy nabywał mutacji i enzym stawał się coraz mniej wydajny. U ostatniego wspólnego przodka małp człekokształtnych oksydaza moczanowa była już prawie bezużyteczna. Później było tylko gorzej...
Gaucher podkreśla, że największe spadki wydajności urikazy współwystępowały z ochłodzeniem klimatu. W takiej sytuacji prehistoryczne małpy z Europy i Azji mogły liczyć na obfitość owoców latem, ale zimą zagrażał im głód.
Nasze komórki wytwarzają kwas moczowy, rozkładając fruktozę. Kwas moczowy stymuluje z kolei gromadzenie tłuszczu. Kiedy Amerykanie podali ludzkim komórkom prehistoryczną urikazę, pogorszyła się ich umiejętność wytwarzania tłuszczu w obecności fruktozy. Z późniejszymi nieefektywnymi oksydazami moczanowymi powstawało zaś sporo tłuszczu. Wygląda zatem na to, że zdolność przekształcania owoców w tłuszcz została okupiona wzrostem stężenia kwasu moczowego we krwi.
Jeden z komentatorów doniesień z PNAS, Michael Hershfield z Duke University, ma jednak na ten temat inną teorię. Wg niego, wczesne małpy żyły w lasach deszczowych z łatwym dostępem do wody. Kwas moczowy mógł być wydalany z moczem, co ograniczyło rolę spełnianą przez urikazę, stąd stopniowe gromadzenie mutacji.
Zamiast próbować stosować wersje urikazy od innych ssaków, wg Gauchera warto odwołać się do enzymów z zamierzchłej przeszłości. Jego zespół ustalił, że odtworzone białko sprzed 90 mln lat jest bardziej wydajne od świńsko-pawianiej chimery Hershfielda i dłużej się utrzymuje u szczurów. Ponadto jako wersja bliższa człowiekowi wywołuje słabszą reakcję immunologiczną. Naukowcy złożyli niedawno wniosek patentowy i założyli firmę.
Komentarze (11)
galen, 26 lutego 2014, 17:15
Niemal, jak Park Jurajski
Z tekstu wynika, że prehistoryczny enzym pomoże nie tylko ograniczyć postęp dny mocznowej, ale i zmniejszy metabolizm tłuszczów. Dwie pieczenie na jednym ogniu. Chyba, że ograniczenie syntezy tłuszczów zaburzy ich fizjologiczne szlaki metaboliczne. Nic za darmo.
Astroboy, 26 lutego 2014, 17:30
Głupi jestem w tym temacie, ale:
vs.
Ale kto z waszych znajomych przekształca owoce w tłuszcz? Przecież hamburgerek, golonka, piwko, boczek (mniam
). I piwko z golonką. No i na wigilię owoce. 
galen, 26 lutego 2014, 17:43
Niby tak, ale wydaje mi się, że hamburgerek jest wynalazkiem ewolucyjnie dość młodym
Z tego co zrozumiałem, enzym dostosował się do warunków klimatu umiarkowanego - w zimie potrzebne są tłuszcze, które uzyskujemy z owoców, w przypadku, gdy w okolicy nie występuje golonka i piwko w stanie naturalnym.
Astroboy, 26 lutego 2014, 17:58
Jestem ignorantem, ale wydaje mi się, że enzym w naszych warunkach klimatycznych chyba od tysiącleci wie, że o owoce w zimie trudniej, niż o golonkę.
Piwko w stanie naturalnym też rzadko występuje.
Maat, 26 lutego 2014, 20:08
Od dawna mówi się przy dietach o tym, żeby jeść mniej owoców a więcej warzyw, ze względu na zawarte cukry, które przechodzą w tłuszcz
a współczesnego jedzenia nawet nie trzeba przerabiać na tłuszcz, już pakiet gotowy 
galen, 27 lutego 2014, 15:11
Taaa... To może najlepiej w ogóle przerzucić się na fotosyntezę?
Tu przecież działa ewolucja. Tryb osiadły pojawił się niedawno na genetycznej skali czasu. Nasze organizmy wciąż myślą, że trzeba konsumować ile się da, żeby na zimę wystarczyło. Enzym jest po prostu dostosowany do niedoboru. Gdy był niedobór, nie było problemów z dną. A kto jest w grupie ryzyka dny moczanowej? Otyli, piwosze, "mięsożercy", mężczyźni (7x częściej niż panie). Czyli grupy, które korzystają z dobrobytu osiadłego (niemal kanapowego) trybu życia.
Astroboy, 27 lutego 2014, 15:20
Za Mistrzem Lemem (z pamięci): gdyby ewolucja myślała, współczesny ptak drapieżny byłby fotolotem.
Głupio myślą.
Ale inteligentni przedstawiciele tego gatunku mogą to korygować; chyba, że inteligencji nie starcza im na dyskusję z własnymi fałdami tłuszczowymi 
Coś już kiedyś pisałem o głodówkach, ale nie wiem, czy warto wracać do tematu.
galen, 27 lutego 2014, 16:14
A są i tacy co żywią się praną
Pozdrawiamy!
Astroboy, 27 lutego 2014, 17:27
"A są i tacy co żywią się praną". Jak się ją doda do dobrych grzybków, to da radę.
Pozdrawiamy. 
A serio, bardziej naukowo, to było kilku gości, którzy zajęli się tym tematem. Wyszło, że prany nie ma.
Ewentualnie, nie natrafili na takiego, który prawdziwie praną żyje.
galen, 27 lutego 2014, 17:59
Bo coś im się pomyliło. Pewnie mieli na myśli kawę. Bo żyje się od kawy do kawy - fakt naukowy, znany od wielu lat
Astroboy, 27 lutego 2014, 18:07
Wybacz Galen, masz rację. Bez trzech kaw z rana nie jestem żywym przedstawicielem gatunku.
Ale dodam, że tylko z brązowym cukrem (tylko pierwsza kawa, coby mózg zaskoczył). I mleczko,
niekoniecznie z krowy.
Kiedyś lubiłem do drugiej kawy jajecznicę (lecytyna! 
), ale dziś mam inaczej. 