I chimici dell'Università di Basilea hanno potuto dimostrare per la prima volta che i batteri anaerobi possono produrre la vitamina ergotioneina in assenza di ossigeno. Ciò suggerisce che i batteri stavano formando questo composto anche prima che ci fosse ossigeno nell'atmosfera terrestre. La funzione della vitamina rimane quindi un mistero, poiché in precedenza era stato attribuito un ruolo nei processi dipendenti dall'ossigeno.
L'ergotioneina è una vitamina contenente zolfo. Mentre batteri e funghi possono produrlo da soli, gli organismi superiori fanno affidamento sull'assorbimento dal cibo o dal suolo.
Si sospetta che l'ergotioneina svolga un importante ruolo fisiologico nella lotta allo stress ossidativo nelle cellule. Però, il suo ruolo preciso rimane poco chiaro. Al momento non sono noti sintomi della sua carenza, il che spiega perché la vitamina è stata a lungo trascurata.
Per comprendere meglio la sua funzione, il gruppo guidato dal professor Florian Seebeck presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Basilea sta studiando la sequenza delle reazioni chimiche con cui i batteri producono la vitamina.
Gli scienziati sono da tempo a conoscenza di un percorso di reazione dipendente dall'ossigeno in cui un passaggio chiave è la formazione di un legame carbonio-zolfo utilizzando l'ossigeno dall'aria. Fino ad ora, però, gli studi si erano concentrati solo su organismi aerobici, che richiedono ossigeno per il funzionamento del loro metabolismo.
Funziona anche senza ossigeno
I chimici di Basilea hanno ora studiato il batterio dello zolfo verde Chlorobium limicola, che produce anche ergotioneina. C. limicola appartiene al gruppo dei batteri strettamente anaerobici ed è quindi dipendente da un ambiente privo di ossigeno.
Nel processo, i ricercatori hanno scoperto un nuovo tipo di via biosintetica nei batteri anaerobici per cui il legame carbonio-zolfo si forma senza ossigeno, come riportano sul giornale Angewandte Chemie .
L'ergotioneina è una molecola antica?
Un confronto delle sequenze enzimatiche delle vie biosintetiche dipendenti e indipendenti dall'ossigeno suggerisce che, da un punto di vista evolutivo, i due percorsi si sono separati l'uno dall'altro in una fase iniziale della storia della Terra. L'ergotioneina potrebbe essersi formata già circa 3 miliardi di anni fa, cioè in un momento in cui non c'era affatto ossigeno nell'atmosfera terrestre.
Ciò getta una luce diversa sull'importanza del suo ruolo fisiologico nella lotta allo stress ossidativo (cioè, in composti reattivi dell'ossigeno), e i risultati suggeriscono che le ergotioneine sono importanti anche per la vita anaerobica.
"I nostri risultati aprono nuove prospettive per lo studio della funzione fisiologica dell'ergotioneina nell'uomo e nei patogeni umani, nonché per chiarire i processi cellulari in cui è coinvolto. A lungo termine, questo può portare a potenziali punti di partenza per lo sviluppo di nuove terapie, "dice Florian Seebeck.
