Ученые раскрыли секрет «взрывчатки» термитов-смертников

Термит Neocapritermes taracua с голубыми отложениями на спине, содержащими фермент голубая лакказа BP76 / © Dr. Aleš Buček

Статья о термитах-камикадзе, вышедшая в журнале Structure, — уже не первая работа о Neocapritermes taracua, обитающих в тропических лесах Французской Гвианы. Ранее ученые в общих чертах описывали «биологическое оружие» этих термитов. В свежем исследовании авторы раскрыли новые детали о нем.

На протяжении жизни у рабочих особей N. taracua в специальном кармане в передней части туловища накапливаются отложения. Эти кристаллы голубого цвета, содержащие фермент под названием «голубая лакказа BP76», — один из компонентов «взрывчатки» термитов.

Смертниками у N. taracua становятся наиболее взрослые насекомые, которые слабее и не столь полезны для колонии, как молодые. Оказавшись в опасности, пожилые рабочие термиты, у которых запасы фермента больше, заставляют лопнуть «взрыв-пакет» с ним у себя на спине. Содержимое практически сразу смешивается с другим веществом из тел насекомых, молекулы которого до того момента не причиняли им вреда.

При соединении компоненты образуют липкую и ядовитую смесь, насыщенную токсичными бензохинонами. Под ее воздействием термит-смертник погибает, одновременно убивая либо обездвиживая противников.

С помощью метода рентгеновской кристаллографии исследователи из Чехии, Японии и Франции изучили трехмерную структуру «взрывчатого» фермента из отложений на спине термитов. Они обнаружили необычно прочную связь между двумя его аминокислотами, строительными блоками всех белков, вблизи активного участка фермента. Последний, соединяясь с молекулами другого вещества, запускает реакцию, в результате которой и образуется смертоносный секрет.

Химическая реакция, в которой роль катализатора играет фермент. Усиление концентрации голубого цвета отображает образование токсичных соединений / © Škerlová, J. et al. Structure 2024

Авторы полагают, что такая структура обеспечивает высокую стабильность и устойчивость лакказы BP76. В результате соединение остается в неизменном виде, при этом сохраняет активность в течение всей жизни термитов даже в условиях тропических дождевых лесов. Подобные свойства очень важны для защитного механизма, ведь он должен всегда быть наготове и активироваться незамедлительно в случае атаки на колонию.

«Подобно тому, как знание отдельных компонентов прибора проливает свет на его работу, понимание трехмерной структуры, то есть положения отдельных атомов молекулы, помогает разобраться в биологических процессах», — прокомментировала Павлина Ржезачова (Pavlína Řezáčová), руководитель лаборатории, проводившей исследование.