Chemici van de Universiteit van Basel hebben voor het eerst kunnen aantonen dat anaërobe bacteriën de vitamine ergothioneïne kunnen produceren in afwezigheid van zuurstof. Dit suggereert dat bacteriën deze verbinding al vormden voordat er zuurstof in de atmosfeer van de aarde was. De functie van de vitamine blijft daarom een ​​mysterie, zoals eerder werd toegeschreven aan een rol in zuurstofafhankelijke processen.

Ergothioneïne is een zwavelhoudende vitamine. Terwijl bacteriën en schimmels het zelf kunnen produceren, hogere organismen vertrouwen erop om het uit voedsel of uit de grond te absorberen.

Het vermoeden bestaat dat ergothioneïne een belangrijke fysiologische rol speelt bij het tegengaan van oxidatieve stress in cellen. Echter, zijn precieze rol blijft onduidelijk. Er zijn momenteel geen bekende symptomen van een tekort, wat verklaart waarom de vitamine lange tijd over het hoofd is gezien.

Om de functie beter te begrijpen, de groep onder leiding van professor Florian Seebeck van het departement Chemie van de Universiteit van Basel onderzoekt de volgorde van chemische reacties waarmee bacteriën de vitamine produceren.

Wetenschappers zijn zich al lang bewust van een zuurstofafhankelijke reactieroute waarbij een belangrijke stap de vorming van een koolstof-zwavelbinding is met behulp van zuurstof uit de lucht. Tot nu, echter, studies waren alleen gericht op aërobe organismen, die zuurstof nodig hebben om hun metabolisme te laten werken.

Het werkt ook zonder zuurstof

De chemici van Bazel hebben nu de groene zwavelbacterie Chlorobium limicola bestudeerd, die ook ergothioneïne produceert. C. limicola behoort tot de groep van strikt anaërobe bacteriën en is daarom aangewezen op een zuurstofvrije omgeving.

In het proces, de onderzoekers ontdekten een nieuw type biosynthetische route in anaërobe bacteriën waarbij de koolstof-zwavelbinding wordt gevormd zonder zuurstof, zoals ze rapporteren in het journaal Angewandte Chemie .

Is ergothioneïne een oud molecuul?

Een vergelijking van de enzymsequenties van de zuurstofafhankelijke en -onafhankelijke biosyntheseroutes suggereert dat, vanuit een evolutionair perspectief, de twee paden zijn in een vroeg stadium van de geschiedenis van de aarde van elkaar gescheiden. Ergothioneïne is mogelijk al zo'n 3 miljard jaar geleden gevormd - dat wil zeggen in een tijd dat er helemaal geen zuurstof in de atmosfeer van de aarde was.

Dit werpt een ander licht op het belang van zijn fysiologische rol bij het bestrijden van oxidatieve stress (dat wil zeggen, in reactieve zuurstofverbindingen), en de bevindingen suggereren dat ergothioneines ook belangrijk zijn voor het anaërobe leven.

"Onze resultaten openen nieuwe perspectieven voor het bestuderen van de fysiologische functie van ergothioneïne bij mensen en bij menselijke pathogenen, evenals voor het ophelderen van de cellulaire processen waarbij het betrokken is. dit kan leiden tot mogelijke aanknopingspunten voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën, ', zegt Florian Seebeck.