Дыхательная активность и биосинтез алкалоидов грибом Penicillium citrinum Thom

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт 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