En speciell typ av små svavelrika proteiner, metallothioniner, har en enastående förmåga att binda tungmetaller. Ett internationellt team av forskare har nu upptäckt att den marina vanliga periwinkle, som allmänt anses vara en delikatess, innehåller den största versionen av proteinet som hittats, med ytterligare en kadmiumbindande domän och en tredjedel högre avgiftningskapacitet. Som de rapporterar i tidningen Angewandte Chemie , denna funktion kan hjälpa snigeln att överleva i tungmetallförorenade miljöer.

Sniglar och sniglar är kända för sin spännande förmåga att ackumulera och avgifta tungmetaller. De kan till och med skilja på kadmium och koppar, eftersom det senare elementet är ett oumbärligt element i deras ämnesomsättning, medan kadmium är giftigt. De avgiftar kadmium genom att binda det till metallothioniner, en klass med små proteiner rika på den svavelhaltiga cysteinaminosyran. Oliver Zerbe vid universitetet i Zürich, Schweiz, och Reinhard Dallinger vid universitetet i Innsbruck, Österrike, och deras kollegor i Barcelona, Spanien, undersöka utvecklingen av dessa proteiner som en strategi för att anpassa gastropoderna till deras nya livsmiljöer - landsniglar har utvecklats från marina arter, och var tvungen att hitta nya strategier för att klara de högre belastningarna av tungmetaller i jorden. Fortfarande hårdare miljöer finns vid havsstränderna med sin fluktuerande vattentillförsel. Som forskarna upptäckte, den marina gastropoden Littorina littorea (vanlig periwinkle), som mycket framgångsrikt har koloniserat norra Atlanten, har hittat en egen strategi för ännu effektivare avgiftning.

Studerar de molekylära skillnaderna mellan proteinerna bland olika arter, forskarna löste lösningstrukturen för periwinkle metallothionein genom att använda kärnmagnetisk resonansteknik och jämförde den med andra kända strukturer och sekvenser. Förvånande, periwinkle's protein består av tre oberoende domäner, medan andra kända metallothioneiner bara har en eller två. Var och en av de tre domänerna innehåller nio cysteinrester som binder ett kluster av tre kadmiumjoner, således kan totalt 27 cysteinrester innehålla nio kadmiumjoner. Detta belyser anpassningsstrategin:"Att öka antalet domäner ökar helt enkelt proteinets bindande kapacitet och förstärker därmed dess metallavgiftningskapacitet, "skrev författarna.

När det gäller de strukturella egenskaperna, komplexet som bildas med kadmium är mycket likt det i den romerska snigelformen, som effektivt kan skilja på kopparjoner som är viktiga för sniglar och giftigt kadmium. Och förutom att helt enkelt hantera kadmiumrika miljöer och välja koppar från andra tungmetaller, de cysteinrika metallotjoninerna betraktas som viktiga proteiner med oxidativ stress-respons. Stress är ett av de stora mötena med den vanliga periwinkle, som kan överleva grov hav och torka samtidigt.