Наверное, каждый слышал о меланине — пигменте, который отвечает за цвет кожи, волос, радужной оболочки глаз. Но это сложное соединение не имеет единой химической формулы.

Упрощённая схема биосинтеза меланинов животных, растений, грибов и бактерий из тирозина. В прямоугольниках представлены структуры основных предшественников для каждого типа меланина. Около каждого прямоугольника указаны организмы, которые предположительно способны синтезировать этот тип пигмента. Под тирозином на схеме приведены ферменты, осуществляющие его превращение в ДОФА-хинон у разных организмов. Рисунок Ирины Добряк на основе статей: Singh S., Malhotra A. G. et. al. (2013). Computational model for pathway reconstruction to unravel the evolutionary significance of melanin synthesis. Bioinformation. 9, 94—100; D’Alba L., Shawkey M. (2019). Melanosomes: Biogenesis, Properties, and Evolution of an Ancient Organelle. Physiological Reviews. 99, 1—19; Al Khatib M., Harir M. et. al. (2018). Spectroscopic Characterization of Natural Melanin from a Streptomyces cyaneofuscatus Strain and Comparison with Melanin Enzymatically Synthesized by Tyrosinase and Laccase. Molecules. 23, 1916.

Наверное, каждый слышал о меланине — пигменте, который отвечает за цвет кожи, волос, радужной оболочки глаз (и не только). Но это сложное соединение не имеет единой химической формулы. Меланины образуют семейство тёмных полимерных пигментов, которые широко распространены в живой природе. Их накапливают самые разные организмы: грибы, бактерии, растения и животные. Дело в том, что фотозащитная способность меланина, благодаря которой он известен, — далеко не единственное его полезное свойство. Но что ещё может этот пигмент и какие секреты строения делают его настолько универсальным?

Меланины животных (в том числе человека) традиционно делят на два основных типа: эумеланин (от греч. eu — хороший, настоящий), отвечающий за чёрно-коричневую окраску тканей, и феомеланин (от греч. phaiós — тёмный), ответственный за желтовато-красные оттенки. Позднее были открыты ещё два типа меланина, они получили свои названия по источнику выделения. Это нейромеланин, обнаруженный в определённых участках мозга человека и других приматов, и пиомеланин, синтезируемый некоторыми болезнетворными микроорганизмами. Остальные меланины, выделенные из растений, грибов и бактерий, объединили под названием алломеланины (от греч. állos — другой). Но источник выделения пигмента не всегда может помочь в его классификации, ведь многие организмы способны к синтезу сразу нескольких типов пигмента.

Чтобы разобраться в различиях между типами меланина, полезно рассмотреть их химические структуры. Синтез любого вещества начинается с субстрата. В случае меланина главным субстратом у многих организмов выступает аминокислота L-тирозин. Из неё в два этапа фермент тирозиназа, или его аналоги, в зависимо-сти от организма, образует ДОФА-хинон*. Он очень реакционноспособен, поэтому легко преобразуется в основной предшественник меланина — 5,6-дигидро-ксииндол (DHI). Такой путь синтеза могут использовать животные, бактерии, грибы и растения. Модифицируя отдельные этапы синтеза, организмы научились производить разные типы меланина.

Эумеланин и феомеланин. В состав эумеланина входят сразу два типа мономеров — остатки DHI и DHICA — 5,6-дигидроксииндол-2 карбоновой кислоты. Дело в том, что помимо обычной тирозиназы в меланоцитах млекопитающих (клетках, вырабатывающих меланин) был обнаружен дополнительный фермент, названный TYRP-2, или ДОФА-хром таутомераза. С его помощью возможен синтез DHICA — ещё одного прекурсора меланина.

Феомеланин синтезируется из того же ДОФА-хинона, только в процессе к нему присоединяется аминокислота цистеин. Так как цистеин содержит атом серы, характерной чертой феомеланина служит её высокое содержание — около 6—16%, тогда как в эумеланине оно составляет 0,2%...

№4, 2026