Я уже писал однажды о том, как проявляется удачное решение в живом мире. Если жвачных парнокопытных – примерно 180 видов, мозоленогих 6, а непарнокопытных – 18, - можно смело сказать, что их способ переваривания целлюлозы, т.е. отрыгивание жвачки, является залогом их успеха.
К аналогичным выводам можно прийти, если посмотреть на моллюсков семейства Conidae. Это хищные моллюски. Семейство состоит из нескольких родов, каждый по десятку видов. Но один род - Conus - содержит 500-700 видов. Понятно, что речь идет об удачном изобретении.
Conus geographicus
Устройство ω-conotoxin MVIIA
Conus geographicusВ чем оно состоит, гадать не приходится. Моллюски рода Conus ядовиты. Когда к такому моллюску подплывает рыба, он стреляет в нее иглой-гарпуном, присоединенным к телу. Игла эта полая внутри и содержит примерно 10 микролитров яда, который должен парализовать рыбу прежде, чем она отплывет на недоступное для моллюска расстояние.
Конус сидит в раковине, поэтому проглотить рыбу размером с себя он не может.
Поэтому, после того, как рыба парализована, конус высовывает из себя большой желудок и надевает его на парализованную рыбу. И так, вне своего тела, погруженного в раковину, он переваривает рыбу.
Желающие могут посмотреть здесь восхитительный фильм из National Geographic (2.5 минуты), демонстрирующий, как это происходит.
Если такая штука случайно цапнет человека, ему крышка (UPD. Смертность 25%). Противоядия против яда конусов нет. Один из видов, Conus geographicus, иногда называют cigarette snail. Это черный юмор. Имеется в виду, что если он тебя ужалит, как раз успеешь выкурить сигарету. Но, впрочем, смертельные случаи, связанные с конусом, крайне редки – охотится он не на нас, а среда его обитания – песчаное дно около коралловых рифов в тропиках – с нашей не пересекается. В Эйлате их вроде нет.
Сделать универсальный яд без противоядия, способный мгновенно парализовать самую разнообразную добычу – непростая биохимическая задача.
Решение задачи совершенно сногсшибательное. Яд каждого вида конусов содержит >500 небольших белков (точнее, пептидов в 10-30 аминокислот), действующих практически на все компоненты нервной системы, на которые можно подействовать быстро.
Устроены эти пептиды очень интересно (понятно, те несколько десятков, которые успели изучить). Каждый такой пептид состоит из нескольких петель (на нашей картинке – трех) соединенных между собой дисульфидными связями – на нашей картинке золотые палочки. Дисульфидные связи – единственное, что у всех пептидов консервативно. А устройство петель варьирует, как угодно. Такое впечатление, что конусы перебирали там разные структуры и выбирали из них те, которые могут связаться с чем-нибудь полезным. Причем, если взять токсины из двух разных видов конуса, оказывается, что их токсины, направленные против одного и того же канала, друг на друга совершенно не похожи. То есть два вида добились сходного результата независимо.
Устройство ω-conotoxin MVIIA Еще одно свойство этих пептидов – невероятное количество всяких модифицированных или необычных аминокислот, в них встречающихся. Дело в том, что, чтобы построить белок из стандартных 20 аминокислот, достаточно просто сделать соответствующую ДНК, которая бы его кодировала. А, чтобы встроить нестандартную аминокислоту, надо сделать специальный фермент, который узнавал бы данный пептид, брал данную аминокислоту и модифицировал ее там, где надо. А где не надо, не модифицировал.
Нельзя сказать, что такие модификации больше нигде не встречаются. Но количество их в токсинах их конуса превосходит всякое воображение.
Все эти петли и модификации нужны, чтобы токсин как можно сильнее связывался бы с соответствующим белком жертвы и влиял бы на его нормальную работу.
Все эти петли и модификации нужны, чтобы токсин как можно сильнее связывался бы с соответствующим белком жертвы и влиял бы на его нормальную работу.
Изучил эти токсины американец филиппинского происхождения – Оливера. Он еще в филиппинском детстве заинтересовался ими и вот, смог это сделать своей специальностью. Некоторые из таких токсинов могут использоваться в медицинских целях, например, такие, которые блокируют чувствительность к боли. Один конотоксин - ω-conotoxin MVIIA (номенклатура их очень непростая) – разрешен в качестве сильного обезболивающего средства под названием Ziconotide, или Prialt. Это он изображен на картинке выше.