Cebula jest jednym z najstarszych przyjaciół ludzkości - zapewnia pożywienie (i łzy) przez co najmniej 5000 lat.
Dopiero w ciągu ostatnich kilku dekad badacze zaczęli odkrywać, dlaczego krojenie na surową cebulę powoduje, że płaczemy. Niedawny artykuł opublikowany w czasopiśmie ACS Chemical Biology przedstawia ostatni kawałek układanki, drażniąc, w jaki sposób powstaje podstawowa, drażniąca dla oczu substancja chemiczna cebuli.
Wywołujący łzy - lub łzawiący - efekt cebuli jest rodzajem wojny chemicznej stosowanej przez rośliny do odpierania niedoszłych drapieżników i szefów kuchni posługujących się nożami. Ale kroki, które mają miejsce przy pierwszym plastrze w cienkiej skórce cebuli, są złożone.
Jak donosi Ashton Yoon dla Discover, komórki cebuli zawierają kieszenie płynu wypełnione enzymem zwanym allinazą. Po pokrojeniu cebuli worki te pękają, uwalniając allinazę, która następnie reaguje z aminokwasami cebuli, tworząc kwas siarkowy.
Ten kwas sulfenowy wchodzi następnie w kolejną reakcję, wspomaganą przez enzym znany jako syntaza czynnika łzawiącego (LFS), który tworzy lotny związek znany jako czynnik łzawiący (LF), który unosi się w powietrze i reaguje z nerwami rogówki, powodując niekontrolowane łzy.
Wymyślenie tego procesu zajęło dziesięciolecia - mówi Marcin Golczak, autor badania i profesor farmakologii na Case Western University. Podczas gdy naukowcy odkryli, że LF był głównym czynnikiem drażniącym oczy w latach 70. XX wieku, odkryli enzym LFS dopiero w 2002 roku. Jednak ustalenie, w jaki sposób LFS pomaga w wytwarzaniu LF, okazało się jeszcze trudniejsze ze względu na niestabilność i skłonność do odparowywania LF.
Aby rozwiązać to pytanie, Golczak i jego zespół musieli wykazać się kreatywnością. Byli w stanie wytworzyć stabilne kryształy enzymu LFS, wiążąc go z bardziej stabilnym związkiem, alkoholem krotylowym. Następnie zbadali strukturę enzymu, która ujawniła, że związek jest podobny do dobrze zbadanej nadrodziny białek zwanej START. Porównując sekcje enzymu LFS, w których inne związki łączą się z podobnymi miejscami na białkach START, badacze rozpracowali etapy, w których kwas sulfenowy staje się LF.
Podczas gdy łamigłówka z cebulą ma pióro w czapce, zespół Golczaka jest bardziej zainteresowany tym, co enzym może im powiedzieć o ludzkich białkach. „W ogóle nie pracujemy z roślinami, jesteśmy częścią szkoły medycznej”, mówi Smithsonian.com. „Nasze laboratorium bada białka zaangażowane w transport metabolitów. Ale struktura LFS i jej kształt są podobne do tego, co mamy u ludzi, więc postanowiliśmy się temu przyjrzeć. ”
Mimo to odkrycie może mieć wpływ na rolnictwo. W 2015 r. Japońscy naukowcy, którzy odkryli LFS, odkryli, że mogą wytwarzać mniej łzawiącą cebulę, bombardując cebulami jony, które rozkładają enzymy biorące udział w reakcji łańcuchowej prowadzącej do LF. W 2008 r. Inna grupa naukowców z Nowej Zelandii wyprodukowała pozbawioną łez cebulę, wycinając gen wytwarzający LFS z genomu cebuli. Żadna z tych technik nie wprowadziła jednak jeszcze na rynek cebuli pozbawionej łez.
Golczak mówi, że wiedza o tym, jak LFS tworzy LF, może pomóc badaczom zaprojektować inhibitor, który zapobiegnie tworzeniu się związku wywołującego łzy, co może być mniej kontrowersyjne niż modyfikacja genetyczna. „Możesz zaprojektować roztwór lub spray z inhibitorem. Nie wiem, czy to dobre podejście ”- mówi. „Nie realizujemy tego. Pozwolimy Japończykom się przyjrzeć. ”
Do tego czasu spróbuj schłodzić cebulę, zanim pokroisz plasterki, aby spowolnić uwalnianie tych szkodliwych oparów.
