Зв'язок серпинів з білівердином подарував жабам синьо-зелений окрас

Синьо-зелене забарвлення деяких безхвостих амфібій забезпечується комплексами жовчного пігменту білівердина з білками серпинами, повідомляється в. Такі комплекси містяться в різних тканинах тварин за межами клітин, тобто не входять до складу звичайних хроматофоров. Серпини змінюють спектр відображення білівердину в тілі жаб, квакш та інших так, що їх стає неможливо відрізнити за кольором від листя рослин, які їх оточують.


У деяких тварин покриви тіла або хоча б їх частина синьо-зеленого кольору. Таке забарвлення досягається або пігментами в особливих клітинах - хроматофорах (хоча часом пігменти можуть лежати і за межами клітин, в просторі між ними), або за рахунок структури поверхонь луски, шкіри, пір'я та іншого.


Однак у ряду синьо-зелених безхвостих амфібій хроматофоров дуже мало, а поверхня шкіри не передбачає структурного забарвлення. Їхній зелений колір забезпечується наявністю в крові білівердина - продукту розпаду гемоглобіну, основного пігменту еритроцитів. У людини білівердин швидко переходить в білірубін, і побачити високі концентрації першого можна лише при деяких патологіях печінки. Але і в цьому випадку вміст білівердину в крові у людей принаймні в 4 рази нижче, ніж у крові амфібій, забарвлення яких забезпечує це з'єднання. Однак якщо незеленим амфібіям ввести в кров білівердин або якимось іншим чином підняти його концентрацію, зеленими вони не стають. Отже, крім цього пігменту на забарвлення тварин впливає щось ще.

Біологи з Аргентини, Бразилії, США та Еквадору під керівництвом Сари Барі (Sara E. Bari) з Університету Буенос-Айреса спробували з'ясувати, яку роль крім надання кольору відіграє білівердин в організмі безхвостих амфібій, чия забарвлення забезпечується цією сполукою, і як досягаються його високі концентрації. Для цього вони досліджували зразки тканин з синьо-зеленим забарвленням у 11 видів із сімейств (квакші) і (скляні жаби). Вчені виділили з них білівердин і білки, здатні з ним зв'язуватися, - серпини. Дослідники встановили їх амінокислотний склад і, використовуючи знання про спорідненість різних видів амфібій, встановили, як білівердин-зв'язувальні серпини могли виглядати, коли тільки з'явилися у жаб в широкому сенсі слова. Також автори використовували флуоресцентну спектроскопію і круговий дихроїзм.

Спектри відображення різних серпинів, які зв'язуються з білівердином, дозволили зрозуміти, як їхні комплекси регулюють забарвлення квакш і скляних жаб. Виявилося, що вони у білівердин-зв'язувальних серпинів близькі до таких для фітохромів і бактеріофітохромів - білків, пов'язаних з білиновими (жовчними) пігментами і додають синьо-зелене забарвлення рослинам і ціанобактеріям відповідно. У результаті тварини виявляються практично невідгукнуті за кольором від листя рослин, на яких вони сидять - притому не тільки у видимій, але і в ближній інфрачервоній частині спектру. Білівердин-зв'язувальні серпини, з'єднуючись з білівердином, змінюють спектри відображення різних тканин амфібій, завдяки чому ті можуть маскуватися під поверхні різних відтінків залежно від потреби.

Порівняння амінокислотних послідовностей білівердин-зв'язувальних серпинів у різних видів безхвостих амфібій показало, що функцію регулятора забарвлення ці речовини набували кілька разів незалежно в різних сімействах жаб. Є у серпинів амфібій та інші функції крім забезпечення кольору. Спочатку це інгібітори протеаз, тобто ферментів, що руйнують білки. Однак деякі амінокислотні заміни в білівердин-зв'язуючих серпинах та інших видів такі, що змушують засумніватися в наявності у цих білків інгібіторної функції. Також ймовірно, що у скляних жаб і квакш вони крім забезпечення забарвлення беруть участь у перенесенні гормонів у клітинам: певні білки-глобуліни пов'язують молекули гормонів (в першу чергу стероїдів) і транспортують їх куди-небудь, а серпини там відщеплюють гормони від глобулінів.

Виходить, що принаймні у деяких безхвостих амфібій з невеликою кількістю хроматофоров синьо-зелене забарвлення забезпечується не зеленим пігментом білівердином самим по собі, а його комплексами з різними білками серпинами. Серпини - велике сімейство інгібіторів протеаз, і розуміння того, що цим їх функції не обмежуються, розширює наші уявлення про них.

Раніше цього року зоологи з кількох американських і європейських країн виявили, що для маскування амфібіям не обов'язково бути якогось конкретного кольору: прозорість тіла, нехай і неповна, може грати у них роль камуфляжу. А в 2015 інші фахівці з амфібій з'ясували, що поведінка маленьких древолазів залежить від їх забарвлення: червоні особини агресивніші за зелених.


COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND