Silikát - Silicatein

The Květinový koš Venuše houba, která produkuje silikátin

Silikáty jsou enzymy které katalyzují vznik biosilica z monomerních sloučenin křemíku (např kyselina křemičitá ) extrahované z přírodního prostředí.[1] Silikáty životního prostředí jsou absorbovány specifickými biota, počítaje v to rozsivky, radiolaria, silicoflagellates, a křemičité houby; silikáty se dosud vyskytovaly pouze v houby. Silikáty jsou homologní s cystein proteáza katepsin.[2][3]

V houbách jsou silikátové enzymy uloženy v axiálních vláknech axiálních kanálů křemičitého spicules.[1]

V porovnání, rozsivky nepoužívejte silikáty, ale spíše malé specializované peptidy zvané silaffiny které připojují polyaminy s dlouhým řetězcem (LCPA) k lysinovým skupinám. Bezplatné LCPA mohou také spolupracovat se silaffiny.[2] Jak silikáty, tak silafiny tvoří struktury vyššího řádu, které fungují jak jako strukturní šablony (pro exoskeletony), tak jako mechanické katalyzátory pro polykondenzační reakce sloučenin křemíku.

The Květinový koš Venuše křemičitá houba je známým příkladem organismu, který využívá silikátin. Je známý svou pozoruhodnou schopností extrahovat kyselina křemičitá z okolní mořské vody, která se pak převede na komplexní 3D oxid křemičitý struktury při okolních teplotách pod vodou, něco, co lidské inženýrské schopnosti nejsou schopny replikovat bez použití vysoké teploty.[4]

Dalším příkladem organismů využívajících silikátin jsou podřízené, a rod z mořská houba v rodina Suberitidae.[5] Suberity se skládají většinou z buněk, na rozdíl od jiných Porifera (například třída Hexactinellida, ke kterému Květinový koš Venuše patří), které jsou syncyciální.[6] Mimobuněčná matice křemičitého spicules dát suberitům jejich strukturální základ; sestávají z biosilice, polymeru oxidu křemičitého.[7] Tyto anorganické struktury poskytují podporu zvířatům.[8][7][9][10] Depozice oxidu křemičitého začíná intracelulárně a je prováděna enzymem silikátinem.[7][8][11] Silikáty jsou modulovány skupinou proteinů zvaných silintafiny[12] Proces probíhá ve specializovaných buňkách známých jako sklerocyty.[8]

Lubomirskia baikalensis, také známý jako jezero Bajkal houba, byla studována za účelem prozkoumání genové rodiny silikátů a jejich role v morfogenezi těchto hub.[13]

Reference

  1. ^ A b Müller, WE, Boreiko, A., Wang, X., Belikov, SI, Wiens, M., Grebenjuk, VA, Schloβmacher, U. a Schröder, HC, 2007. Silikáty, hlavní enzymy tvořící biokřemík přítomné v demospongech: protein analýza a fylogenetický vztah. Gene, 395 (1-2), str. 62-71. https://doi.org/10.1016/j.gene.2007.02.014
  2. ^ A b Otzen D. (2012). Úloha proteinů v biosilicifikaci. Scientifica, 2012, 867562. https://doi.org/10.6064/2012/867562
  3. ^ Shimizu, K., Cha, J., Stucky, G.D. a Morse, D.E., 1998. Silikátin α: protein podobný katepsinu L v houbové biosilice. Proceedings of the National Academy of Sciences, 95 (11), pp. 6234-6238. https://doi.org/10.1073/pnas.95.11.6234
  4. ^ Bullis, Kevin (1. listopadu 2006). "Křemík a slunce". Recenze technologie MIT. Citováno 6. května 2020.
  5. ^ „Suberites Nardo, 1833“. WoRMS - světový registr mořských druhů. Citováno 6. května 2020.
  6. ^ W. Muller, Recenze: Jak byla překročena prahová hodnota metazoanu? Hypotetická Urmetazoa. Srovnávací biochemie a fyziologie, část A 129, 433 (2001). https://doi.org/10.1016/s1095-6433(00)00360-3
  7. ^ A b C W. Xiaohong et al., Evagination of Cells Controls Bio-Silica Formation and Maturation during Spicule Formation in Sponges. PLoS ONE 6, 1 (2011). https://doi.org/10.1371/journal.pone.0020523
  8. ^ A b C X. Wang et al., Silikáty, interaktory silikátinu a buněčná souhra v kostogenezi houby: tvorba spikul podobných skleněným vláknům. FEBS Journal 279, 1721 (2012) https: /doi.org10.1111/j.1742-4658.2012.08533.x
  9. ^ W. E. G. Müller a kol., Vytvrzování bio-oxidu křemičitého v houbových spikulích zahrnuje proces stárnutí po jeho enzymatické polykondenzaci: Důkaz absorpce vody zprostředkované aquaporinem. BBA - Obecné předměty 1810, 713 (2011). https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2011.04.009
  10. ^ W. E. G. Müller a kol., Silikáty, hlavní enzymy tvořící biokřemík přítomné v demospongech: Analýza proteinů a fylogenetický vztah. Gene 395, 62 (2007). https://doi.org/10.1016/j.gene.2007.02.014
  11. ^ W. E. G. Müller a kol., Identifikace proteázy (související) se silikátinem v obřích spikulách hlubinného hexactinellidu Monorhaphis chuni. Journal of Experimental Biology 211, 300 (2008) http: //10.1242/jeb.008193
  12. ^ W. E. G. Müller a kol., Sileptin propeptid působí jako inhibitor / modulátor samoorganizace během tvorby axiálních vláken spikuly. FEBS Journal 280, 1693 (2013). https://doi.org/10.1111/febs.12183
  13. ^ Belikov; Kaluzhnaya; Schröder; Müller; a Müller (2007). Endemická houba Bajkalské jezero Lubomirskia baikalensis: struktura a organizace genové rodiny silikatinu a její role v morfogenezi. Výzkum Porifera: Biodiverzita, inovace a udržitelnost, str. 179-188

Tento článek zahrnuje text Otzen, Daniel k dispozici pod CC BY 3.0 licence.