Природа синтезирует молекулы с бором и мышьяком — учёные собрали их за 80 лет
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Большинство природных соединений состоят из углерода, водорода, азота и кислорода. Однако некоторые содержат редкие атомы — бор, фтор, селен, мышьяк и йод. Первый полный обзор таких веществ, охватывающий открытия с 1944 по 2025 год, опубликовали в журнале Natural Product Reports. Работу возглавил профессор Сеун Рак Ли из Колледжа фармации Университета Пусан. Об этом пишет сайт Phys.org.
Включение необычных атомов придаёт молекулам уникальные свойства: меняет жирорастворимость, повышает метаболическую стабильность, активирует окислительно-восстановительные реакции. Эти соединения синтезируются через особые биосинтетические пути. Например, фтор встраивается через редкую углерод-фторную связь, а селен — через селен-углеродную. Мышьяксодержащие метаболиты часто образуются при участии S-аденозил-L-метионина, бор — через неферментативные комплексы, а йод — с помощью галагеназ.
Среди обнаруженных соединений — бороцин и тартролоны (бор), которые проявляют антибактериальную, противопаразитарную и противовирусную активность. Фторированные молекулы, такие как фторуксусная кислота и нуклеоцидин, действуют как токсины и антибиотики. Мышьяксодержащие вещества, включая арсенобетаин и арсеницин A, различаются по токсичности: первые выполняют роль запасной формы в морских пищевых цепях, вторые — более активны. Селеновые метаболиты, например селенонеин, участвуют в антиоксидантной защите, а йодированные морские соединения — в противомикробной обороне.
Переходные металлы, такие как ванадий и молибден, функционируют как кофакторы, поддерживая азотфиксацию, галогенирование и другие процессы. В целом, эти вещества участвуют в детоксикации, регуляции окислительно-восстановительного баланса, защите, сигнализации и глобальных биогеохимических циклах.
Авторы отмечают, что новые методы — геномный скрининг, метагеномика, крио-ЭМ и машинное обучение — ускорят открытие подобных путей. Понимание того, как природа включает редкие атомы, может привести к созданию новых лекарств, экологичных методов фторирования и селенирования, а также устойчивых биотехнологий для производства ценных химикатов.
