Биохимики обнаружили в растительном масле орихофрагмуса фиолетового две не описанные ранее жирные кислоты. Эти ненасыщенные кислоты, которые назвали небраскановой и уханевой, имеют достаточно длинный углеводородный хвост из 24 атомов углерода и содержат в составе по две гидроксильные группы. За счет возможности образования сложноэфирных связей между этими молекулами масло орихофрагмуса может быть использовано в качестве эффективной высокотемпературной смазки, пишут ученые в Nature Plants.

Жиры представляют собой соединения глицерина — простейшего трехатомного спирта — и трех органических кислот с относительно длинным углеводородным хвостом. Разнообразие жирных кислот в живых организмах довольно велико: в простейшем случае к карбоксильной группе присоединена просто углеводородная цепочка из определенного количества простых связей, однако часто в жирных кислотах присутствуют двойные связи, чуть реже — функциональные группы или циклические структуры. Жирные кислоты практически всегда содержат четное число атомов углерода: чаще всего встречаются кислоты с 16 или 18 атомами, но нередко в растениях можно найти и кислоты с более длинными цепочками.

Подавляющее большинство жирных кислот, которые можно найти в растительных маслах, были описаны еще к 70-м годам XX века, и встретить новые соединения этого класса естественного происхождения с тех пор не удавалось. Однако сделала это группа биохимиков из Китая и США под руководством Эдгара Кахуна (Edgar Cahoon) из Хуачжунского сельскохозяйственного университета. Ученые обнаружили сразу две новые жирные кислоты в масле, выделенном из семян орихофрагмуса фиолетового (Orychophragmus violaceus) — растения из семейства крестоцветных, растущего в Азии, в первую очередь в Китае.

Орихофрагмус фиолетовый (Orychophragmus violaceus). Megan Wong / flickr

Орихофрагмус фиолетовый (Orychophragmus violaceus). Juuyoh Tanaka / Wikimedia commons

Оказалось, что два основных компонента этого масла — две не описанные ранее жирные кислоты. Как и в других жирных кислотах, в найденных кислотах четное число атомов углерода — 24. Обе кислоты ненасыщенные и имеют в своем составе две гидроксильные группы, на 7-м и 18-м атомах углерода. Друг от друга эти соединения отличаются наличием двойной связи между 21-м и 22-м атомами.

Структурные формулы небраскановой (сверху) и уханевой (снизу) кислот. R = H. Xiangjun Li et al./ Nature Plants, 2018

Обнаруженные соединения получили тривиальные названия по основным аффилиациям авторов работы: небраскановая (nebraskanic) и уханевая (wuhanic) кислоты. Биохимики отмечают, что углеводородные хвосты у найденных кислот значительно длиннее, чем у тех соединениями, которые можно найти в растительных маслах других крестоцветных.

На основе спектроскопических данных, по которым ученым удалось восстановить состав масел, ученые предложили возможные биохимические пути синтеза найденных жирных кислот в живом организме. Оказалось, что синтез этих соединений происходит из промежуточной 3-гидроксизамещенной кислоты за счет удлинения углеводородной цепочки с помощью 3-кетоацилсинтазы. Авторы отмечают, что очень похожие цепочки реакций при биосинтезе ненасыщенных жирных кислот происходит в организме кишечной палочки.

Предполагаемая схема биосинтеза жирных кислот в орихофрагмусе. Xiangjun Li et al./ Nature Plants, 2018

Помимо этого, авторы провели исследование механических свойств масла орихофрагмуса и обнаружили, что использование такого масла в качестве смазки позволяет снизить трение значительно сильнее, чем, например, касторовое масло. Этот эффект ученые объясняют длиной углеводородных хвостов молекул, а также естественному наличию в масле эстолидов — сложноэфирных сеток, которые образуются при связывании концевых карбоксильных групп и гидроксильных групп на углеводородной цепочке.

По словам ученых, в будущем найденные гидроксилированные ненасыщенные жирные кислоты не только будут сами использоваться для в качестве компонентов высокотемпературных смазочных материалов, но и помогут разработать новые классы таких смазок, безопасных для окружающей среды.

Автор: Александр Дубов