СПЕКТРЫ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ГРИБНЫХ МЕЛАНИНОВ И ИХ СИНТЕТИЧЕСКИХ АНАЛОГОВ
Лимонов М. Ф., Панина Л. К.
Санкт-Петербургский государственный университет, биолого-почвенный факультет, кафедра биофизики, 199034 Санкт-Петербург; *Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН, 194021 Санкт-Петербург
В связи с выдвигаемой
в недавних работах гипотезой о меланинах как факторе вирулентности
у патогенных грибов представляет интерес провести сравнительное
исследование структурных особенностей меланинов разных путей биосинтеза.
Спектры комбинационного рассеяния, позволяющие получать детальную
информацию о структуре макромолекул, были исследованы на порошках
меланинов DOPA, DHN
типов и аспергиллина, экстрагированных из микроскопических грибов
семейства Dematiaceae,
а также на синтетических меланинах, полученных окислением тирозина
перекисью водорода in vitro
("Sigma")
и на модельных углеродных объектах абиогенного происхождения.
Комбинационное рассеяние исследовали на тройном Раман-спектрометре
"D1LOR Z-24.
Спектры возбуждались с помощью аргонового лазера
"Spectra-Physics 2020",
использовалась линия с длиной
волны 514,5 нм. Все
измерения проводились при комнатной температуре с использованием
90-градусной геометрии рассеяния света. В спектральном диапазоне
1000 - 2000 см-1 у всех исследованных разновидностей
меланинов были обнаружены характерные линии, близкие к частотам
основных аллотропных модификаций углерода. Анализ совокупности
полученных данных показал, что в спектрах меланинов разных путей
биосинтеза видны устойчивые особенности, свидетельствующие о различиях
в их первичной структуре. Так, в меланине типа А наблюдаются широкие
полосы на частотах 1343, 1580-1600 (1620 плечо) см-1.
Спектры DHN меланина имеют одну широкую линию при 1605 см-1.
Принимая во внимание известные свойства меланинов, в первую очередь,
наличие конденсированного ароматического ядра, проведено сопоставление
меланинов с трехмерными аналогами ароматических соединений -
молекулами фуллеренов и их производными в терминах физики атомных
кластеров. Показано, что в ряде случаев меланины, обладающие полупроводниковыми
свойствами, целесообразно рассматривать как углеродные нанокластеры
биогенного происхождения, перспективные и доступные объекты бионанотехнологий.
Интересно отметить, что DHN меланины, свойственные грибам -
фитопатогенам, обнаружены нами у грибов-обитателей камня, принадлежащих
совершенно иной экологической группе. Вирулентность меланинсодержащих
грибов, следует, по-видимому, рассматривать как частный случай
высокой адаптивной спсобности этих грибов. Полифункциональность
меланинов, очевидно, обусловлена не только структурными свойствами
этих природных полимеров, но и их сопряжением с окружением.