Разнообразие природных жирных кислот подчиняется «Золотому сечению»

Биоинформатики из Йенского университета имени Фридриха Шиллера (Германия) обнаружили, что количество теоретически возможных жирных кислот одинаковой длины цепи, но разной структуры, можно определить с помощью знаменитой последовательности Фибоначчи. Как они объясняют в Scientific Reports, число возможных жирных кислот с увеличением длины цепи растёт на каждом шаге примерно в 1,618 раза, что соответствует так называемому «Золотому сечению». Возможность рассчитать число вариантов важна для их химического анализа («липидомики»). Это открытие также может быть использовано в синтетической биологии.

«Поскольку двойные связи могут находиться в разных местах молекулы, существуют жирные кислоты с одинаковой длиной цепи, но разной структурой», — объясняет профессор биоинформатики Штефан Шустер. Его команда исследовала, как можно рассчитать общее количество структурных формул жирных кислот заданной длины цепи для использования в аналитических процессах.

Исследователи доказали, что число природных жирных кислот с увеличением длины цепи можно элегантно предсказать, и оно соответствует последовательности Фибоначчи (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21…). «В случае жирных кислот это означает, что количество возможных структур увеличивается примерно в 1,618… раза с каждым дополнительным атомом углерода», — поясняет Шустер. Чем длиннее цепь, тем ближе последовательность к этому множителю.

• Для 1 или 2 атомов углерода возможна только 1 структура.
• Для 3 атомов — 2 структуры.
• Для 4 атомов — 3 структуры.
• Для 5 атомов — 5 структур.
• Для 6 атомов — 8 возможностей.
• Для 7 атомов — 13 возможных структур и так далее.

Множитель 1,618… описывает соотношение, известное как «Золотое сечение», которое наблюдается в природе, архитектуре и искусстве. «Интересно, что конкретные вещества, содержащиеся в подсолнечнике — жирные кислоты, — следуют этому принципу», — отмечает соавтор работы профессор молекулярной ботаники Северин Сассо.

Однако подсолнечное масло содержит далеко не все возможные жирные кислоты, а в основном с длиной цепи 16 или 18 атомов углерода. Согласно расчётам биоинформатиков, для цепи длиной в 16 атомов может существовать около 1000 вариантов жирных кислот, а для 18 атомов — более 2500 вариантов. «Подобные закономерности также встречаются в определённых классах аминокислот», — добавляет докторант Максимилиан Фихтнер.

Эти открытия особенно применимы в липидомике — комплексном анализе всех жиров в клетке или организме. «Точное знание веществ, которые могут теоретически встречаться, необходимо для этой работы», — подчёркивает профессор Шустер.