Внутриклеточное связывание кадмия и цинка у эктомикоризного гриба Amanita muscaria (Agaricales, Amanitaceae) и характеристика его гена металлотионеина

Amanita muscaria (мухомор красный) — это эктомикоризный гриб, который часто встречается на участках, загрязненных тяжелыми металлами. В плодовых телах, собранных в районе Пршибрама (Центральная Богемия, Чешская Республика), загрязненном выбросами свинцового завода, выявлены повышенные концентрации кадмия (Cd) и цинка (Zn). Эксклюзионная хроматография клеточных экстрактов плодовых тел как с загрязненных, так и с чистых участков показала, что значительная часть внутриклеточных Cd и Zn связывается в комплексы массой 6 кДа, предположительно с металлотионеинами (МТ). При сравнении культур изолятов мицелия образцы из Пршибрама демонстрировали более высокую толерантность к Cd и накапливали несколько меньше Cd и Zn по сравнению с изолятами из незагрязненных мест. Анализ доступных данных о последовательности A. muscaria позволил выявить МТ, состоящий из 67 аминокислот (АК) и кодируемый геном AmMT1. Слабая экспрессия AmMT1 в мицелии в ответ на воздействие Cd и Zn указывает на то, что в организме A. muscaria этот ген отвечает скорее за гомеостаз металлов, чем за их детоксикацию. AmMT1 относится к распространенной среди агарикомицетов группе пептидов, состоящей из МТ длиной 60–70 АК с семью цистеиниловыми доменами и консервативным гистидилом. Аналогичные характеристики были обнаружены у недавно предсказанного атипичного RaMT1 (45 АК) гриба-аккумулятора цинка Russula bresadolae, у которого отсутствуют С-терминальные цистеиниловые домены VI и VII. Гетерологичная экспрессия в чувствительных к металлам мутантных штаммах дрожжей показала, что AmMT1 и RaMT1 кодируют функциональные пептиды, способные защищать клетки от токсического действия Cd, Zn и Cu. Фенотип защиты от металлов, наблюдаемый у дрожжей с мутантными вариантами AmMT1 и RaMT1, дополнительно указал на то, что консервативный гистидил выполняет, по-видимому, структурную роль, а не участвует в связывании металлов, тогда как цистеинилы С-терминальных доменов VI и VII важны для связывания меди. Эти данные позволяют лучше понять механизмы обращения с металлами у эктомикоризных видов, подвергающихся воздействию избытка металлов, а также свойства МТ, характерных для агарикомицетов.