В настоящее время в мире наблюдается значительный рост интереса к специфическим веществам, синтезируемым морскими организмами, особенно водорослями и беспозвоночными животными. Результаты подобных исследований имеют высокую научную ценность в том числе и потому, что они формируют фундаментальную базу для эффективного и безопасного практического использования данного биологического ресурса. Наш проект посвящен исследованиям метаболизма и физиологических функций микоспорин-подобных аминокислот (МАК) – уникальных соединений, синтезируемых клетками морских красных водорослей. В работе было использовано 20 видов красных водорослей Арктического региона России, треть из которых была детально исследована впервые.
На втором этапе выполнения проекта нами было показано, что по набору преобладающих низкомолекулярных метаболитов и минеральному составу все рассмотренные виды красных водорослей можно разделить на три крупные группы, характеризующиеся специфическим метаболитным профилем. При этом таксономическая принадлежность водоросли не всегда определяет то, каким будет ее биохимический состав, так как один и тот же метаболитный профиль может встречаться у видов, относящихся к разным порядкам и даже подклассам.
Способность синтезировать и накапливать МАК, очевидно, не является характеристикой, присущей только водорослям определенной таксономической группы или видам с определенным биохимическим профилем. Постоянными элементами «биохимического окружения» МАК в клетках исследованных красных водорослей являются: высокое содержание свободных аминокислот, задействованных в метаболизме МАК, высокий уровень экспрессии белков, ассоциированных с метаболизмом аминокислот, а также относительно высокое содержание пероксида водорода. У некоторых водорослей определенные группы МАК неравномерно распределены по таллому и накапливаются в верхушках талломов – зоне, содержащей активно делящиеся клетки.