Vissa svampar producerar långkedjiga omättade karboxylsyror som deras kemiska försvar mot insektslarver. Biosyntesen för dessa polyener är beroende av endast ett enzym, som tyska forskare nu har upptäckt. I journalen Angewandte Chemie , de rapporterar den oöverträffade multipla dubbelbindningsförskjutande aktiviteten av enzymet, som är representativ för en ännu okarakteriserad fylogenetisk clade av polyketidsyntaser.

Svampar livnär sig på döda växtmaterial och fyller därmed en väsentlig roll i kolcykeln. Men de matas själva, till exempel, av insektslarver och många andra invånare i skogen. För att försvara sig, svampar och svampar har utvecklat en enorm arsenal av kemiska vapen. Om, till exempel, mycelet av en falsk kalkonsvanssvamp skadas av en larvs bett, polyenföreningar produceras som påverkar larverna genom att hämma puppning. Biosyntesen av teser polyener följer en mycket unik och tidigare oupptäckt väg, som Dirk Hoffmeister och hans team vid Friedrich-Schiller-Universität Jena, Tyskland, har upptäckt.

Svampen, som fick namnet BY1, producerar två distinkta grenade omättade karboxylsyror vid skada. Till skillnad från de flesta kända polyener, de BY1-försvarspolyener består inte av de välkända byggstenarna i isopren, som, till exempel, bildar det molekylära skelettet av naturgummi. Istället, de har en polyketidkropp, en vanlig klass av sekundära naturprodukter, med en rad konjugerade dubbelbindningar. Dessa dubbelbindningar skiftas med en kolatom med avseende på acetatenheterna, byggstenarna i molekylen. Det var okänt hur biosyntes hanterar ett så stort antal skift i en molekyl.

I BY1, enzymet som är ansvarigt för dessa skift är ett enda polyketidsyntas (PKS), forskarna har fått reda på det. Sådana enzymer genererar en stor mångfald av naturprodukter i växter och svampar, men mekanismen som observeras här är ovanlig. Hoffmeister och hans kollegor hävdar att det var "den första observationen av skadainducerad PKS-genuttryck och det oöverträffade skiftet av flera dubbelbindningar, katalyseras av en enda PKS. "Alltså, ett enda enzym verkar fungera som vapenmästare.

Forskarna identifierade detta enzym som en del av en distinkt, ännu outforskad fylogenetisk clade bland svamp -PKS -enzymerna. För att bevisa denna klassificering, de rekonstituerade BY1 PKS -genen till modellsvampen Aspergillus niger. Följaktligen, denna modifierade form producerade båda BY1 -polyenkarboxylsyrorna. Författarna föreslår att denna försvarsstrategi för att bygga den ovanliga polyenen är en utbredd mekanism för svampar.