2024年8月10日

在研究藻类如何产生毒素时，科学家发现了最大的蛋白质。

这种蛋白质被命名为PKZILLA-1，比之前的记录保持者titin大25%。Titin存在于人类肌肉中，长度可达1微米(或1微米，即千分之一毫米)。

在一篇出版在《科学.》论文中描述了PKZILLA-1和另一种超大蛋白PKZILLA-2

PKZILLA-1和人肌联蛋白的大小比较，不按比例。来源:Tim Fallon。

PKZILLA-1的质量为4.7兆道尔顿(约为十亿分之八十亿分之一克)，相比之下Titin重达3.7兆道尔顿。PKZILLA-2是3.2兆道尔顿。

“这是蛋白质的珠穆朗玛峰，”资深作者、加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的海洋化学家布拉德利·摩尔说。"这扩展了我们对生物学能力的认识."

Prymnesium parvum. Credit: © Manning et al./ Marine Drugs. (CC-BY-SA 3.0)

这对巨型蛋白质是负责产生一种称为prymnesin的大型复杂分子的酶，prymnesin是造成大量鱼类死亡的藻类Prymnesium parvum的毒素。

研究人员绘制了PKZILLA蛋白质的239个化学反应，根据共同第一作者和UCSD研究人员Vikram Shende的说法，这些反应产生了一种“与催乳素的结构完全匹配”的分子。

P. parvum是一种微藻，通常被称为金藻。每种藻类大约有10微米长。这个物种在世界各地都能找到。它于1985年在德克萨斯州首次被发现。从那时起，据估计，仅在北美，细小的P. parvum就造成了数千万条鱼的大量死亡。

2022年，估计有1000吨鱼在德国和波兰之间的奥得河丢失。科学家认为细小的P. parvum blooms。

浮动死肫鲥鱼从季节性死亡。来源:Douglas Sacha/Moment/Getty Images Plus。

细小的P. parvum的水华见证了藻类数量的大量增加。它的毒素破坏鱼的鳃和其他鳃呼吸生物，如小龙虾。

除了识别产生催乳素的大量酶，研究小组还发现了为制造巨型蛋白质提供蓝图的大基因。

这可以为跟踪和减轻有害的藻类大量繁殖.

“监测基因而不是毒素可以让我们在它们开始之前抓住它们，而不是只在毒素流通时才能识别它们，”第一作者之一、加州大学圣迭戈分校的蒂莫西·法伦解释说。

了解PKZILLA-1和PKZILLA-2产生背后的细胞过程也有利于人工生产可用于医学或工业的化合物。

布拉德利·摩尔说:“了解大自然是如何进化其化学魔法的，让我们作为科学从业者有能力应用这些见解创造有用的产品，无论是新的抗癌药物还是新的织物。”

该小组认为，他们的工作可能有助于找到其他毒素背后的基因，例如每年影响多达50万人的雪卡毒素，从而也可以跟踪这些毒素。