Дыхательная активность и биосинтез алкалоидов грибом Penicillium citrinum Thom

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Гриб Penicillium citrinum ВКМ F-4043Д, выделенный из древних многолетнемерзлых отложений в Арктике, является активными продуцентом хинолиновых алкалоидов (хиноцитрининов А и B) и клавиновых эргоалкалоидов (агроклавина-I и эпоксиагроклавина-I). Изучена динамика дыхательной активности в процессе роста гриба в среде с двумя несбраживаемыми субстратами — сукцинатом и маннитом. Показано, что потребление кислорода клетками сопряжено с динамикой двухфазного роста и синтеза алкалоидов, максимальная дыхательная активность проявлялась одновременно с максимальными скоростями синтеза алкалоидов и накопления биомассы. Ингибиторный анализ дыхания гриба показал, что наряду с основной, цитохромной, дыхательной цепью функционирует альтернативный, цианидрезистентный, путь переноса электронов, подавляемый бензгидроксамовой кислотой. Показано, что гриб P. citrinum способен расти в присутствии антимицина А – ингибитора переноса электронов на цитохромном участке дыхательной цепи. В этом случае альтернативная оксидаза функционирует в качестве единственной терминальной оксидазы, которая способна поддерживать рост гриба и биосинтез алкалоидов. При использовании глюкозы в качестве субстрата роста биосинтез как алкалоидов, так и цианидрезистентной оксидазы не наблюдался.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Аринбасарова

ФИЦ ПНЦ БИ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: aarin@rambler.ru

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН

Россия, 142290, Пущино

Т. В. Антипова

ФИЦ ПНЦ БИ РАН

Email: aarin@rambler.ru

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН

Россия, 142290, Пущино

В. П. Желифонова

ФИЦ ПНЦ БИ РАН

Email: aarin@rambler.ru

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН

Россия, 142290, Пущино

А. Г. Меденцев

ФИЦ ПНЦ БИ РАН

Email: aarin@rambler.ru

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН

Россия, 142290, Пущино

Список литературы

  1. Chen W.H., Song M.M., Pang X.Y., Tian X.P., Wang F.Z., Liu Y.H., Wang J.F. // Nat. Prod. Res. 2023. V. 37. № 3. P. 389–396.
  2. Kozlovsky A.G., Kochkina G.A., Zhelifonova V.P., Antipova Т.V., Ivanushkina N.E., Ozerskaya S.M. // Folia Microbiol. 2020. V. 65. P. 95–102.
  3. Frisvad J.C., Smedsgaard J., Larsen T.O., Samson R.A. // Studies in Mycology. 2004. V. 49. P. 201–241.
  4. Козловский А.Г., Антипова Т.В., Желифонова В.П. // Прикл. биохимия и микроб. 2015. Т. 51. № 2. С. 236–241.
  5. Pang X., Lin X., Zhou X., Yang B., Tian X., Wang J., Xu Sh., Liu Y. // Fitoterapia. 2020. V. 140. P. 104406.
  6. Jian J.Y., Fan Y.M., Liu Q., Jin J., Yuan C.M., Gu W. et al. // Chem Biodivers. 2023. V. 20. № 2. P. e202201097.
  7. Khan M.S., Gao J., Zhang M., Xue J., Zhang X. // PLoS One. 2022. V. 17. № 6. P. e0269640.
  8. da Silva M.F.d.G.F., Fernandes J.B., Forim M.R., Vieira P.C., de Sá I.C.G. Natural Products. / Ed. K. Ramawat, J.M. Mérillon, JM. Berlin, Heidelberg: Springer, 2013. P. 715–859.
  9. Thawabteh A., Juma S., Bader M., Karaman D., Scrano L., Bufo S.A., Karaman R. // Toxins. 2019. V. 11. № 11. P. 656.
  10. Takahashi S., Kakinuma N., Iwai H., Yanagisawa T., Nagai K., Suzuki K. et al. // J. Antibiot. (Tokyo). 2000. V. 53. № 11. P. 1252–1256.
  11. Shahid M.G., Nadeem M., Gulzar A., Saleem M., Rehman H.U., Ghafoor G.Z. et al. // Toxins. 2020. V. 12. № 7. P. 427. https://doi.org/10.3390/toxins12070427
  12. Козловский А.Г., Желифонова В.П., Аданин В.М., Озерская С.М., Кочкина Г.А., Грефе У. // Микробиология. 2003. Т. 72. № 6. С. 816–821.
  13. Kozlovsky A.G., Zhelifonova V.P., Antipova T.V., Adanin V.M., Ozerskaya S.M., Kochkina G.A. et al. // J. Antibiot (Tokyo). 2003. V. 56. № 5. P. 488–491.
  14. Патент РФ 2010. № 2386692.
  15. Аринбасарова А.Ю. Меденцев А.Г., Козловский А.Г. // Прикл. биохимия и микроб. 2007. Т. 43. № 6. С. 701–704.
  16. Акименко В.К., Козловский А.Г., Меденцев А.Г., Головченко Н.П., Аринбасаров М.У. // Биохимия. 1976. T. 41. № 12. P. 2220–2227.
  17. Меденцев А.Г., Аринбасарова А.Ю., Акименко В.К. // Биохимия. 1999. T. 64. C. 1457–1472.
  18. Козловский А.Г., Желифонова В.П., Антипова Т.В., Зеленкова Н.Ф. // Прикл. биохимия и микробиология. 2010. Т. 46. № 5. С. 572–576.
  19. Перт С.Д. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир, 1978. 331 c.
  20. Козловский А.Г., Желифонова В.П., Антипова Т.В. // Прикл. биохимия и микроб. 2013. Т. 49. № 1. С. 5–16.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема дыхательной цепи грибов, дрожжей и растений [16]. Цианидрезистентная альтернативная оксидаза ответвляется от основной дыхательной цепи на уровне убихинона (коэнзима Q), активируется АМФ и ингибируется бензгидроксамовой кислотой (БГК).

Скачать (190KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Биосинтез метаболитов (а) и дыхательная активность (б) в процессе роста гриба P. citrinum в среде, содержащей сукцинат и маннит. (а): 1 — биомасса (г/л); 2 — эргоалкалоиды (мг/л); 3 — хиноцитринины (мг/л). (б): 1 — потребление кислорода в отсутствие ингибиторов; 2 — потребление кислорода в присутствии 1 мМ КСN (максимально возможная активность альтернативной оксидазы); 3 — реальная активность альтернативной оксидазы; 4 — дыхание в присутствии 1 мМ КСN и 5 мМ БГК.

Скачать (150KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Биосинтез метаболитов (а) и дыхательная активность (б) в процессе роста гриба P. citrinum в присутствии антимицина А (10 мкМ). (а): 1– биомасса (г/л); 2 — эргоалкалоиды (мг/л); 3 — хиноцитринины (мг/л); (б): 1 — потребление кислорода в присутствии антимицина А; 2 — потребление кислорода в присутствии антимицина А и 5 мМ БГК.

Скачать (133KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025