Материал: Феофилова, Е. П. Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных препаратов из мицелиальных грибов

жениявезикул, переносящихсубстратыдлясинтезаклеточной стенки. Это специальные макровезикулы, которые в световой микроскоп выглядят как темные тельца, и которые получили названиеспитценкорпер(Spitzenkörper). Еслискоростьдвиже- ниямикровезикулдостаточновелика,топроисходитудлинение гифы и образование мицелия. В этом процессе значительная роль в росте гифы принадлежиттакже F-актину и миозину-V.

Несомненныйинтереспредставляютданные,основанныена филогенетическомсравнении рРНК и консервативных белков, позволяющие заключить, что апикальный рост грибов сходен сростомпыльцевыхтрубочекикорневыхволосков,исаммеха- низм удлинения гиф напоминаетдвижениеамеб.

У мицелиальных грибов поперечно связанными компонен- тами микрофибрилл КС является хитин и триплетный хеликс β-1,3-глюкановойцепи.Этидвабиополимерапридаютпрочность КС грибов, причем особую устойчивость придают хитиновые цепи. С практическихпозиций наибольший интереспредстав- ляютименноэтидвабиополимера–хитиниβ-1,3-глюкан.Ихотя до сих пор основным источником хитина являются крабы (см. Часть3, разд. 2.10),хитингрибовотличаетсяпорядусвойствот хитина членистоногих, что определяет предпочтительное ис- пользованиеаминополисахарида грибов в медицине.

Хитинвыполняетвгрибнойклеткерядоченьважныхфункций,в частности,участвуетвантистрессовойзащите.Процесссохранения клетки при неблагоприятных воздействиях зависит от состава КС,

вчастности,отуровнявнейхитина. Припереходегрибоввстадию идиофазыприголоданиипроисходитобразованиепокоящихсякле- ток,приэтомрезкоувеличиваетсясодержаниехитина,например,у Aspergillusniger содержаниеэтогополимераувеличиваетсявсреднем

в2,5 раза. Интенсификация синтеза хитина, который недаром на- зывают «щитом» клетки, происходит только при определенных условиях, а именно на фоне изменения в составе мембранных и нейтральных липидов, а также микровязкости липидного бислоя. Происходитобогащениемембраныфосфатидилинозитом(почтив3 раза),авсоставенейтральныхлипидовувеличиваетсяуровеньэфи- ровстеринов.Этиданныепозволяютпредположить,чтоувеличение количества хитина контролируется определенными изменениями

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

32 Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

в составелипидного бислоя (гиперсинтезом рядафосфолипидов и стериновым«механизмом»).

Соотношение сруктурных компонентов КС – хитина и глю- кана – изменяетсянетольков процессеонтогенезамицелиаль- ных грибов, но и зависит от состава среды культивирования. Для Aspergillus niger показано, что наибольшее количество хитин-глюканового комплекса (ХГК) образуется на средах с сахарозой и аммонийным азотом при сильном закислении до рН 2.0. Наибольшее количество глюкана по сравнению с хити- номобразовывалосьнасредахсвысокимсодержаниемазота. С животными грибысближаетитотфакт,чтоультраструктурная локализацияхитинав клеточнойстенкегрибныхспорпракти- чески такая же, как и в кутикуле насекомых. Тем не менее пути образования хитина, вероятно, различаются у мицелиальных грибов и Arthropoda.

У некоторых грибов на поверхности КС обнаружен слизи- стый материал, состоящий из полисахаридов, представленных β-глюканами, содержащими только глюкозные единицы, и со- единеннымиβ-1,6-связямискаждойтретьейединицейглюкозы подлинеосновнойцепи.НавнешнейповерхностиКСгифыпри- сутствуетS-глюкан,состоящийисключительноиз1,3-связанных глюкозныхостатков,иособыегидрофобныебелки,называемые гидрофобинами,атакжепигментыфенольнойприроды–мела- нины. Вопросотом,присутствуютлив КСгрибовбелки,всегда вызывал дискуссии в связи с таким критерием, как чистота выделенных КС. Большинство белков КС являются гликозили- рованными; кроме того, присутствуют белки, участвующие в транспортежелеза,испециальныебелки,способствующиевы- живаниювстрессовыхусловиях.ВКСгрибовобнаруженытакже полисахариды,которыерасположенынавнешнейповерхности и защищают гликопротеины более глубоких слоев КС.

Установлено, что состав белков КС, ковалентно связанных с полисахаридами, зависит от окружающих условий и стадии развития. На поверхности грибных клеток располагаются также особые белки, которые получили название амилоидные белки. Один из таких белков – глюкантрансфераза – выделен с поверхности дрожжей. Содержащийся в КС некоторых грибов

http://www.mycology.ru

пигмент черного цвета фенольной природы – меланин – вы- полняетзащитныефункции благодарятому,чтов егомолекуле присутствуют неспаренные электроны. Кроме того, меланин обладает выраженной антиоксидантной активностью.

В клеточной стенке грибов содержатся уроновые кислоты. Они входят в состав клеточных гетерополисахаридов. Для му- коровыхгрибовхарактеренмукораниD-глюкуроноваякислота (мукоровая).Всоставмукоранавходят:D-глюкуроноваякислота, L-манноза, D-фукоза. Мукоран в клеточной стенке Mucorales связан соспорополленином.

Длясозданиямедицинскихпрепаратовнаибольшийинтерес представляют содержащиеся в КС грибов глюканы и аминопо- лисахариды. В последнее время уроновые кислоты и мукоран считаются перспективными с точки зрения их использования в качестве противоотечныхсоединений. Болееподробныесве- дения о веществах, содержащихся в КС грибов и обладающих лекарственными свойствами, можно найти в Части 3, разд 2.2.

2.3. Спорополлениникаротиноиды

Спорополленин, благодаря своим необычным физико-хи- мическимсвойствам, представляетинтересв биотехнологии и используетсяв приборостроении (дляпокрытияособоохраня- емых поверхностей) и в медицине (для длительного хранения в критическихусловиях особо ценных препаратов).

Спорополленин – чрезвычайно устойчивое соединение, ко- тороенегидролизуетсящелочами,кислотами(серной,соляной, фосфорной и др.). Деградация спорополленина происходит только при действии сильных окислителей (озон, перекись водорода, азотная кислота, хромовая кислота). Элементная формула спорополленина: С90Н128-144О16-33. Предполагают, что спорополленин имеетсвоим предшественником каротиноиды иэфирыкаротиноидовиобразуетсяврезультатеокислительной полимеризации молекул каротиноидов.

Этот биополимер найден в спорах и зиготах Mucor mucedo, Rhizopus sexualis, Phycomices blakesleeanus, Neurospora crassa, Ascobolus crenulatus, где спорополленин обеспечивает защиту покоящихся клеток от отрицательных внешних воздействий.

http://www.mycology.ru

© Национальная академия микологии, 2013

34 Фундаментальные основы микологии и создание лекарственных...

Интересно, что спорополленин обнаружен и у водорослей

Chlorophyceae (Chlorella, Colleastrum, Scenedesmus, Prototheca, Pediastrum), а также в ооспорах харовых водорослей (Chara coralina). Основными же организмами, содержащими споро- полленин, являются растения, где он присутствует в экзине пыльцевых зерен, атакже в спорах папоротников и мхов.

Выше отмечалось большое значение спорополленина в па- леомикологии. Ископаемые органические остатки, в которых присутствует спорополленин, позволили сделать ряд важных предположений. Находки спорополленина в карбонатных ме- теоритахнаводятнамысльотом,чтоспорыгрибов, возможно, могли выступать в роли «панспермина», что может свидетель- ствовать в пользу внеземного происхождения жизни. Наличие спорополленинаурастенийможетсвидетельствоватьотом,что семенные папоротники явились той группой, от которой воз- никли голосеменные и покрытосеменные растения.

Дляудобстваизложениянеобходимыесведенияокаротино- идах приводятсядальше в Главе 3.

2.4. Гормональныесоединения, контролирующиеростовыепроцессы

Угрибовпроцессполовойрепродукцииконтролируетсяспе- циальнымисоединениями,называемымигормонами.Впервые определение этого термина было дано в 1935 г. для растений и позже дополнено в отношении грибов. Первоначально гормо- нами называли соединения, функция которых заключается в регулированииполовогопроцесса.Внастоящеевремягормоны грибов разделяютв зависимостиотспецифическихсвойств на феромоны, ростовые вещества, морфогены и секс-факторы по аналогииссекс-атрактантами,ауксинамирастений,ретиноевой кислотой.

Существуютидругиетипыклассификациигормонов.Напри- мер,гормоны,контролирующиеполовуюрепродукциюгрибов, называют эрогенами, а эротактины – это гормоны, привлека- ющие друг к другу подвижные клетки (гаметы), эротропины определяютнаправлениеростанеподвижныхклеток,участвую-

http://www.mycology.ru

щихвкопуляции.Длявеществ,называемыхгормонамигрибов, характерното,чтоонидействуютвнизкихконцентрациях,очень нестабильны илегко разрушаются придействии клетки-реци- пиента.Кхарактеристикеэтихвеществследуетдобавитьто,что они,какправило,синтезируютсявоченьнебольшихколичествах (10-8 – 10-11 М)наопределенныхстадияхразвитияорганизма,что затрудняетопределение их химической природы.

Крометого, гормоныгрибов могутвыполнятьдополнитель- ныефункциивклеточномметаболизме,чтотакжепрепятствует их идентификации. Например, половые гормоны мукоровых грибов – триспоровые кислоты (ТСК) – первоначально были открытыкакстимуляторыкаротиногенеза.Угрибов,какипро- чих организмов, наиболее существенным для сохранения вида является процесс половой репродукции, и природа затратила в данном случае достаточно усилий, чтобы этот процесс был воспроизводимым, используя для этих целей гормональную регуляцию.Именногормоны,благодаряспециализированному химическому строению, обладают способностью контролиро- вать репродукцию разнополых организмов.

Здесь уместно особо остановиться на примере гормонов грибов, которые в большинстве случаев являются липидопо- добнымисоединениями,точнее–терпеноидами.Этимолекулы относятвнастоящеевремяккатегорииэволюционнонаиболее древних соединений, обнаруживающих «эффект малых моле- кул» (теория динамической игры малых молекул в процессе эволюции).

Вероятно, не случайно гормоны грибов и псевдогрибов, участвующие в половом процессе, также являются терпенами и стеринами. Так, женский половой гормон водной плесени Achlia ambisexualis –антеридиол(ранееегоназывалигормоном А) – является стероидом (C29H42O5), вызывающим ветвление гиф. Мужские клетки, в свою очередь, образуют гормон B (оо- гониол), который является эфиром стеринов (C33H54O6), под влияниемкоторогоженскаяклеткаобразуетоогонии.ГормонB представляетсобой7-кето-С29-стерин,неимеющийлактонового кольца,свойственногоантеридиолу. Предшественникомобоих гормонов является стерин фукостерин.

http://www.mycology.ru