Løk er en av menneskehetens eldste venner - gir næring (og tårer) i minst 5000 år.
Det var ikke før de siste tiårene at forskere begynte å finne ut hvorfor skiver i rå løk får oss til å gråte. Og en fersk artikkel publisert i tidsskriftet ACS Chemical Biology presenterer det siste stykket av puslespillet, som driller ut hvordan løkenes primære øyeirriterende kjemikalie dannes.
Den riveproduserende — eller lakrymatoriske — effekten av løk er en type kjemisk krigføring som plantene bruker for å avverge vilde rovdyr og knivsikre kokker. Men trinnene som finner sted etter den første skiven i løkenes tynne hud er komplekse.
Som Ashton Yoon rapporterer for Discover, inneholder løkceller lommer med væske fylt med et enzym kalt allinase. Når en løk er skivet, sprekker disse sekkene, og frigjør allinasen som deretter reagerer med løkens aminosyrer for å lage sulfeninsyre.
Den sulfeninsyren går deretter inn i en annen reaksjon, hjulpet sammen av et enzym kjent som lachrymatory factor synthase (LFS), som skaper en flyktig forbindelse kjent som lachrymatory factor (LF) som skiver i luften og reagerer med nervene i hornhinnen din, forårsaker ukontrollerbare tårer.
Det tok flere tiår å finne ut den prosessen, sier Marcin Golczak, forfatter av studien og professor i farmakologi ved Case Western University. Mens forskere oppdaget LF var det primære øyeirriterende på 1970-tallet, oppdaget de ikke LFS-enzymet før i 2002. Men å finne ut hvordan LFS hjelper til med å produsere LF viste seg enda mer utfordrende på grunn av LFs ustabilitet og tendens til å fordampe.
For å takle dette spørsmålet, måtte Golczak og teamet hans bli kreative. De var i stand til å lage stabile krystaller av LFS-enzymet ved å binde det til en mer stabil forbindelse, crotylalkohol. De undersøkte deretter strukturen til enzymet, som avslørte at forbindelsen ligner en godt studert superfamilie av proteiner kalt START. Ved å sammenligne deler av LFS-enzymet der andre forbindelser knytter seg til lignende steder på START-proteiner, drillet forskerne trinnene i hvordan sulfenic acid blir LF.
Mens det å løse løkpuslespillet er en fjær i hodet, er Golczaks team mer interessert i hva enzymet kan fortelle dem om humane proteiner. "Vi jobber ikke med planter i det hele tatt, vi er en del av en medisinsk skole, " sier han til Smithsonian.com. "Laboratoriet vårt studerer proteiner som er involvert i transport av metabolitter. Men strukturen til LFS og dens form er lik den vi har hos mennesker, så vi bestemte oss for å se nærmere på den. ”
Likevel kan funnet ha konsekvenser for landbruket. I 2015 fant de japanske forskerne som oppdaget LFS at de kunne produsere mindre tårevåt løk ved å bombardere pærene med ioner, som bryter ned enzymene som er involvert i kjedereaksjonen som fører til LF. I 2008 produserte en annen gruppe forskere i New Zealand en tårefri løk ved å snippe ut genet som produserer LFS fra løkgenomet. Ingen av disse teknikkene har imidlertid ennå brakt tårefri løk til markedet.
Golczak sier at å vite nøyaktig hvordan LFS skaper LF kan hjelpe forskere med å designe en hemmer for å forhindre dannelse av den riveinduserende forbindelsen, som kan være mindre kontroversiell enn genetisk modifisering. “Du kan designe en løsning eller en spray med hemmeren. Jeg vet ikke om det er en god tilnærming, sier han. ”Vi forfølger ikke det. Vi lar de japanske gutta se nærmere på det. ”
Inntil da kan du prøve å avkjøle løkene dine før du skiver for å bremse utgivelsen av de skadelige røykene.
