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.