W skrócie
- Opary rtęci są groźne, choć kontakt ze skórą lub jednorazowe połknięcie nie powoduje ostrego zatrucia.
- Badania wykazały, że metylortęć może wiązać się z selenem w selenoenzymach, zaburzając ich funkcje ochronne w komórkach.
- Wyniki eksperymentów umożliwiają projektowanie związków neutralizujących metylortęć i wspierają rozwój leków wykorzystujących metale.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu, otwiera się w nowym oknie
Naukowcy uświadomili sobie niebezpieczeństwo zatrucia metylortęcią, gdy doszło do katastrofalnego odkrycia w zatoce Minamata w Japonii.
Miejscowy zakład chemiczny przez ponad 30 lat odprowadzał ciecze zawierające ekstremalnie wysokie stężenia metylortęci, a ta gromadziła się w przewodach pokarmowych ryb. Gdy te znalazły się na talerzach okolicznych mieszkańców, zaczęły powodować zatrucia i poważne choroby. Jedno z tych schorzeń zyskało nawet własną nazwę: choroba z Minamaty.
Metylortęć jest toksyczna
Rtęć została więc sklasyfikowana przez Światową Organizację Zdrowia jako jedna z dziesięciu substancji chemicznych stanowiących największe zagrożenie dla zdrowia publicznego.
Dlaczego znany od wieków pierwiastek i jego organiczne związki stanowią tak poważne zagrożenie dla zdrowia? Naukowcy wiedzą, że metylortęć jest bardzo toksyczna, ale wciąż badają, co dokładnie robi w komórkach i dlaczego tak skutecznie zaburza ich pracę.
Badania zrealizowane przez dr. Andrzeja Gawora oraz prof. Ewę Bulską z Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Uniwersytetu Warszawskiego, we współpracy z naukowcami z IPREM (Institute of Analytical Sciences and Physico-Chemistry for Environment and Materials) (Pau, Francja), miały na celu określenie, które struktury komórkowe są najbardziej podatne na oddziaływanie metylortęci.
Zobacz również:
Badanie enzymów
Trop zaprowadził badaczy do szczególnej grupy enzymów, które na co dzień chronią komórki przed uszkodzeniami. Wyniki badań wskazały, że wiązanie metylortęci z tymi białkami może prowadzić do zaburzenia ich funkcji ochronnych, a w konsekwencji osłabienia naturalnych mechanizmów obronnych komórki.
Selenoenzymy, bo o nich mowa, to białka, które przy prawidłowej budowie zawierają nieorganiczny pierwiastek - selen, wbudowany w ich strukturę przede wszystkim pod postacią aminokwasu, selenocysteiny.
Białka te pełnią w organizmie kilka ważnych funkcji: wspierają odporność, pomagają regulować gospodarkę hormonalną i chronią komórki przed skutkami stresu oksydacyjnego, czyli stanu, w którym w komórce powstaje zbyt dużo wolnych rodników mogących uszkadzać białka, błony komórkowe i DNA.
Oba białka mają jedną wspólną cechę: zawierają selen. Bez niego nie mogą działać prawidłowo. A ponieważ metylortęć szczególnie chętnie wiąże się właśnie z selenem, badacze postanowili sprawdzić, jak dokładnie dochodzi do tego chemicznego "przejęcia".
Zobacz również:
Gdzie przyłącza się toksyczny związek?
Naukowcy połączyli laboratoryjne śledztwo z komputerową symulacją. Najpierw wykorzystali spektrometrię mas połączoną z chromatografią cieczową, czyli metodę znaną jako LC-MS (ang. liquid chromatography-mass spectrometry).W dużym uproszczeniu działa ona trochę jak bardzo precyzyjny filtr i waga jednocześnie.
Chromatografia pozwala rozdzielić składniki badanej próbki, bo różne związki przechodzą przez specjalną kolumnę w różnym tempie. Spektrometria mas pozwala potem sprawdzić, z czym dokładnie mamy do czynienia, m.in. na podstawie masy badanych cząsteczek.
Dzięki temu badacze mogli zobaczyć, które fragmenty białek reagują z metylortęcią i gdzie przyłącza się toksyczny związek.
Na naukowy podziw zasługuje połączenie obu podejść: eksperymentów i obliczeń. Umożliwiło ono nie tylko obserwację efektu, lecz także zrozumienie jego molekularnych przyczyn.
Wyniki badań dostarczyły jednych z pierwszych tak bezpośrednich dowodów na to, że w badanych enzymach powstają wiązania rtęć-selen. I pozwoliły odtworzyć cały mechanizm reakcji krok po kroku, by odpowiedzieć na pytanie, dlaczego metylortęć za cel obrała sobie selen zawarty w selenobiałkach.
Wyniki zespołu z UW pokazują, jak metale ciężkie wiążą się z ważnymi cząsteczkami w organizmie, a taka wiedza może być punktem wyjścia do projektowania związków, które będą je wychwytywać i unieszkodliwiać.
