Погруженная культура Pleurotus eryngii: антибиотические свойства и способность к образованию ингибиторов биосинтеза стеролов

Submerged culture of Pleurotus eryngii: antibiotic activities and ability to produce the inhibitors of sterol biosynthesis

Краснопольская Л.М. Тренин А.C. Бычкова О.П. Цвигун Е.А. Джавахян Б.Р.

03.11.2015 2075

№ 11 (18)

38. Микология

Цитировать:

Погруженная культура Pleurotus eryngii: антибиотические свойства и способность к образованию ингибиторов биосинтеза стеролов // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Краснопольская Л.М. [и др.]. 2015. № 11 (18). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/2703 (дата обращения: 22.11.2024).

Прочитать статью:

Keywords: inhibitors of sterol biosynthesis, Basidiomycetes, Pleurotus eryngii, Halobacterium salinarum, HMG-CoA reductase, lovastatin, mevalonate

АННОТАЦИЯ

Погруженное культивирование шести штаммов лекарственно-съедобного базидиального гриба Pleurotus eryngii (D.C.) Quél. показало, что выход их воздушно-сухой биомассы в неоптимизированных условиях варьирует от 11,4 до 18,0 г/л. Охарактеризованы микроморфологические черты погруженного мицелия изученных штаммов: форма пеллет и наличие пряжек на гифах. В ходе исследования выявлены штаммы P. eryngii, обладающие умеренной антибактериальной активностью в отношении грамположительных (Bacillus subtilis) и грамотрицательных (Escherichia coli) бактерий, а также антифунгальной активностью в отношении мицелиального гриба Aspergillus niger. С использованием модели галофильной бактерии Halobacterium salinarum показано, что все изученные штаммы образуют ингибиторы биосинтеза стеролов (ИБС). Ингибиторы ранних этапов биосинтеза стеролов, подавляющее действие которых на рост H. salinarum снималось в присутствии экзогенной мевалоновой кислоты, находились преимущественно в культуральной жидкости продуцентов, так же как и ингибиторы поздних (после образования мевалоната) этапов. Штаммы, образующие ингибиторы поздних этапов биосинтеза стеролов, в большинстве случаев обладали антифунгальной активностью. Полученные результаты показали, что способность культур P. eryngii к образованию ИБС является штаммоспецифической. Результаты, полученные в ходе этого исследования, позволили отобрать для дальнейшей работы штаммы P. eryngii, способные к образованию ингибиторов как ранних, так и поздних этапов биосинтеза стеролов.

ABSTRACT

Cultivation of six strains of culinary-medicinal Basidiomycete Pleurotus eryngii (D.C.) Quél. in the form of submerged culture showed that the yield of their air-dry biomass in non-optimized conditions varied from 11,4 up to 18.0 g/L. Micromorphological features of submerged mycelium strains that are the form of pellets and the presence of clamps on hyphae were studied and characterized. For several P. eryngii strains low and moderate antimicrobial activity against
Gram-positive (Bacillus subtilis) and Gram-negative (Escherichia coli) bacteria was found, as well as antifungal activity against filamentous fungus Aspergillus niger. All strains were able to produce inhibitors of sterol biosynthesis (ISB) that was demonstrated with the help of bacterial model Halobacterium salinarum. The inhibitors of the early steps of sterol biosynthesis, which inhibitory effect on H. salinarum growth was dismissed by mevalonate addition, were discovered in the culture broth of some strains, as well as the ability of the other strains to produce ISB of the late (after mevalonate production) stages. The strains capable to form inhibitors of the late stages of sterol biosynthesis in most cases possess antifungal activity. Obtained results demonstrated that the ability of P. eryngii cultures to produce ISB is strain specific. The obtained results allowed to select strains-producers of inhibitors of early and late stages of sterol biosynthesis for further work.

Список литературы:

1. Краснопольская Л.М., Белицкий И.В., Федорова Г.Б. и др. Pleutotus djamor: способы культивирования и антимикробные свойства // Микол. Фитопатол. — 2001. — Т. 35. — В. 1. — С. 62—67.

2. Тренин А.С. Микробная модель Halobacterium salinarum для поиска ингибиторов биосинтеза стеролов // Антибиотики и химиотерапия. — 2013а. — Т. 58. — № 5—6. — С. 3—10.
3. Тренин А.С. Микробные модели в поиске ингибиторов биосинтеза стеролов //Антибиотики и химиотерапия. — 2013b. — Т. 58. — № 7—8. — С. 3—14.
4. Alam N, Yoon K.N, Lee J.S. Dietary effect of Pleurotus eryngii on function and histology in hypercholesterolemic rats // Saudi J Biol. Sci. — 2011. — V. 18. — P. 403—409.
5. Chen S-Y., Ho K-J., Hsieh Y-J. Content of lovastatin, γ-aminobutyric acid and ergothioneine in mushroom fruiting bodies and mycelia // Food Sci. Technol. — 2012. — V. 47. — P. 274—728.
6. Ike K., Kameyama N., Ito A. et al. Induction of a T-Helper 1 (Th1) immune response in mice by an extract from the Pleurotus eryngii (Eringi) mushroom // J. Med. Food. — 2012. — I. 12. — P. 1124—1128.
7. Schillaci D., Arizza V., Gargano M.L. et al. Antibacterial activity of Mediterranean Oyster mushrooms, species of genus Pleurotus (higher Basidiomycetes) // Int. J. Med. Mushrooms. — 2013. — V. 15. — N 6. — P. 591—594.
8. Trenin A.S. Microbial metabolites inhibiting sterol biosynthesis: Their chemical diversity and characteristics of the mechanism of action // Russian Journal of Bioorganic Chemistry. — 2013с. — V. 39. — N. 6. — P. 565—587.
9. Wasser S.P. Medicinal mushroom science: Current perspectives, advances, evidences, and challenges // Biomedical Journal. — 2014. — V. 37. — I. 6. — P. 345—356.
10. Xue Z., Li J., Cheng A. et al. Structure identification of triterpene from the mushroom Pleurotus eryngii with inhibitory effects against breast cancer // Plant Foods Hum. Nutr. — 2015. — V. 70. — N. 3. — P. 291—296.
11. Yang Z., Xu J., Fu Q. et al. Antitumor activity of a polysaccharide from Pleurotus eryngii on mice bearing renal cancer. // Carbohydr. Polym. — 2013. — V. 95. — I. 2. — P. 615—620.
12. Zhang A., Li X., Xing C. et al. Antioxidant activity of polysaccharide extracted from Pleurotus eryngii using response surface methodology. // Int. J. Biol. Macromol. — 2014. — V. 65. — P. 28—32.

References:

1. Krasnopolskaya L.M., Belitski I.V., Feodorova G.B., Katrucha G.S. Pleutotus djamor: the methods of cultivation and antimicrobial properties. Mikol. Fitopatol [Mikol. Fitopatol.]. 2001, Vol. 35, I. 1, pp. 62—67. (In Russian).

2. Trenin A.S. Microbial model Halobacterium salinarum for searching sterol biosynthesis inhibitors. Antibiotiki i khimioterapiia [Antibiotics and chemotherapy]. 2013, Vol. 58, no. 5—6, pp. 3—10. (In Russian).
3. Trenin A.S. Microbial models in screening of inhibitors of sterol biosynthesis. Antibiotiki i khimioterapiia [Antibiotics and chemotherapy]. 2013, Vol. 58, no. 7—8, pp. 3—14. (In Russian).
4. Alam N., Yoon K.N., Lee J.S. Dietary effect of Pleurotus eryngii on function and histology in hypercholesterolemic rats. Saudi J Biol. Sci. 2011. V. 18. P. 403—409.
5. Chen S-Y., Ho K-J., Hsieh Y-J. Content of lovastatin, γ-aminobutyric acid and ergothioneine in mushroom fruiting bodies and mycelia. Food Sci. Technol. 2012. V. 47. P. 274—728.
6. Ike K., Kameyama N., Ito A, Imai S. Induction of a T-Helper 1 (Th1) immune response in mice by an extract from the Pleurotus eryngii (Eringi) mushroom. J. Med. Food. 2012. I. 12. P. 1124—1128.
7. Schillaci D., Arizza V., Gargano M.L., Venturella G. Antibacterial activity of Mediterranean Oyster mushrooms, species of genus Pleurotus (higher Basidiomycetes). Int. J. Med. Mushrooms. 2013. V. 15. N. 6. P. 591—594.
8. Trenin A.S. Microbial metabolites inhibiting sterol biosynthesis: Their chemical diversity and characteristics of the mechanism of action. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2013. V. 39. N. 6. P. 565—587.
9. Wasser S.P. Medicinal mushroom science: Current perspectives, advances, evidences, and challenges. Biomedical Journal. 2014. V. 37. I. 6. P. 345—356.
10. Xue Z., Li J., Cheng A., Yu W., Zhang Z., Kou X., Zhou F. Structure identification of triterpene from the mushroom Pleurotus eryngii with inhibitory effects against breast cancer. Plant Foods Hum. Nutr. 2015. V. 70. N. 3. P. 291—296.
11. Yang Z., Xu J., Fu Q., Fu X., Shu T., Bi Y., Song B. Antitumor activity of a polysaccharide from Pleurotus eryngii on mice bearing renal cancer. Carbohydr. Polym. 2013. V. 95. I. 2. P. 615—620.
12. Zhang A., Li X., Xing C., Yang J., Sun P. Antioxidant activity of polysaccharide extracted from Pleurotus eryngii using response surface methodology. Int. J. Biol. Macromol. 2014. V. 65. P. 28—32.

Информация об авторах

Краснопольская Лариса Михайловна

доктор биол. наук, зав. лабораторией, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе», 119023, РФ, г. Москва, ул. Б. Пироговская, д. 11

Krasnopolskaya Larissa

Doctor of biological sciences, PhD, head of laboratory, Gause Institute of New Antibiotics, 119023, Russia, Moscow, Bol'shaya Pirogovskaya str., 11

Тренин Алексей Cергеевич

доктор биол. наук, зав. сектором, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе», 119023, РФ, г. Москва, ул. Б. Пироговская, д. 11

Trenin Alexey

Doctor of biological sciences, PhD, head of sector, Gause Institute of New Antibiotics, 119023, Russia, Moscow, Bol'shaya Pirogovskaya str., 11

Бычкова Ольга Петровна

канд. биол. наук, старший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе», 119023, РФ, г. Москва, ул. Б. Пироговская, д. 11

Bychkova Olga

Candidate of biological sciences, senior research scientist, Gause Institute of New Antibiotics, 119023, Russia, Moscow, Bol'shaya Pirogovskaya str., 11

Цвигун Елена Анатольевна

научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе», 119023, РФ, г. Москва, ул. Б. Пироговская, д. 11

Tsvigun Elena

Research scientist, Gause Institute of New Antibiotics, 119023, Russia, Moscow, Bol'shaya Pirogovskaya str., 11

Джавахян Баграт Робертович

магистрант Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, 119991, РФ, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1

Dzhavakhyan Bagrat

Master’s degree student of Lomonosov Moscow State University, 119991, Russia, Moscow, Lenin Mountains str., 1