Ku przestrodze. Myśl co jesz, czyli parę słów o L-kanawaninie

Oprócz 20 aminokwasów, z których zbudowane są białka wszystkich organizmów, znane są także inne naturalnie występujące aminokwasy, które nie stanowią elementów strukturalnych białek tzw. niebiałkowe aminokwasy. Wśród nich na uwagę zasługuje m.in. L-kanawanina.

Związek ten występuje wyłącznie u roślin z rodziny bobowatych. Jego obecność stwierdza się głównie w nasionach, chociaż w liściach lokalizowana jest u afrykańskiej suderlandii, wykorzystywanej do leczenia cukrzycy, wspomagająco u pacjentów z zanikiem mięśni oraz chorujących na AIDS.

Robinia akacjowa, przelot pospolity, karagana syberyjska to rośliny występujące w Polsce (uprawiane, jak i rosnące w stanie dzikim), których nasiona są bogate w L-kanawaninę.

L-kanawanina jest strukturalnie podobna do białkowego aminokwasu L-argininy. Jest trująca dla owadów roślinożernych, jest więc uznawana za swego rodzaju broń biologiczną. Toksyczne oddziaływanie tego niebiałkowego aminokwasu polega na wbudowywaniu go w białka w miejsce argininy co powoduje tworzenie niefunkcjonalnych białek. Nie jest to jedyny mechanizm oddziaływania L-kanawaniny.

Z uwagi na fakt, że jest podobna do argininy zakłóca reakcje biochemiczne, w których bierze udział arginina, np. u zwierząt hamuje aktywność syntazy tlenku azotu, co prowadzi do obniżenia stężenia tej cząsteczki sygnałowej w komórkach.

Te właściwości L-kanawaniny wykorzystywane są w medycynie do opracowania złożonej terapii leczenia nowotworów. Jednak należy pamiętać, że L-kanawanina to przede wszystkim związek toksyczny.

Występuje w nasionach i kiełkach lucerny, chętnie stosowanych do przygotowywania sałatek jako "bomba witaminowa". Oprócz niewątpliwych właściwości prozdrowotnych kiełków lucerny, należy zwrócić uwagę, że to właśnie spożywanie tego pokarmu było u makaków jawajskich przyczyną syndromu SLE (toczeń rumieniowaty układowy), jednej z poważnych chorób autoimmunologicznych.

Wydaje się więcej niż pewne, że L-kanawanina była powodem śmierci Chrisa McCandlessa, amerykańskiego trapera, który spożywał nasiona siekiernicy alpejskiej – jadalnej rośliny pastewnej zwanej ziemniakiem Eskimosów (korzenie siekiernicy wykopywane wiosną lub jesienią przypominają bulwy ziemniaka). Nie wiedział jednak, że jadalne są wszystkie organy siekiernicy oprócz nasion bogatych w L-kanawaninę.

Dzięki finansowaniu z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (Diamentowy grant DI2013012843) i Narodowego Centrum Nauki (grant Opus 7 2014/13/B/NZ9/02074) w Katedrze Fizjologii Roślin SGGW w Warszawie zajmujemy się badaniem mechanizmu działania L-kanawaniny w korzeniach pomidora. Wyniki naszych prac wskazują, że ten niebiałkowy aminokwas u roślin może być stosowany jako użyteczne narzędzie biochemiczne.

***

mgr Paweł Staszek jest doktorantem w Katedrze Fizjologii Roślin Wydziału Rolnictwa i Biologii Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, oraz laureatem "Diamentowego grantu" (DI2013012843), działa w Stowarzyszeniu Laureatów Diamentowego Grantu.

Dr Urszula Krasuska i dr hab. Agnieszka Gniazdowska są pracownikami naukowo-dydaktycznymi Wydziału Rolnictwa i Biologii, zajmują się badaniem metabolizmu tlenku azotu w organizmach roślinnych, prace te finansowane są przez NCN grant Opus 7 nr 2014/13/B/NZ9/02074.