Биологический каталог




Физиология и биохимия грибов

Автор З.Э.Беккер

х заболевание полиневритом (бери-бери). В живых организмах он встречается в форме пирофосфата (рис. 5.1) и, кроме фосфорной кислоты, включает еще два компонента: 2-метил-4-амино-5в

2-метил-Ч-амимс- 1 Ч-метил, 5-метилпиримидин \5Д-окштилти.аш

I СН,

NH2HCL

! .с=с-снгСн,он

| /4 SI -2 Л

A JS

N

I CL CH-S

8

CH

НЗС*"С%.

N

метилпиримидин (или просто пиримидин) и 4-метил-5р-оксиэтилтиазол (или тиазол). Предшественником^ первого компонента скорее всего является метилцита-зин, являющийся одновременно предшественником; тиамина.

+CH,

он т

NH, С

с-сн.

г-гц Метил-3 цитазин

~NH3+0H 0=с

=Р 2

СН

0=С

СН

2 6

N

Н *

Рис. 5.1. Путь биосинтеза и структура витамина Bi (тиамина)

Потребность грибов в тиамине была впервые обнаружена одновременно Шопфером и Бургеффом в 1934 г. (Fries, 1965). Шоп-фер обнаружил, что урожай мицелия Phycomyces blakesleeanus на среде с концентрацией тиамина 1-10"9 возрастает в 350 раз, а зиготообразование у этого гриба увеличивается в 750 раз. Обладающий аналогичным эффектом тиамин-пирофосфат известен как кофактор всех видов карбоксил аз, производящих декарбоксилирование органических кислот в процессах гликолиза и в цикле Кребса, а также транскетолаз, переносящих двууглеродные фрагменты Сахаров пентозного цикла, содержащих кетогруппы во втором положении.

Потребность в тиамине встречается у очень многих грибов из всех таксономических групп, включая оомицеты, сумчатые и ба-зидиальные.

Большая часть грибов, нуждающихся в витамине Вь могут синтезировать его из двух компонентов — пиримидина и тиазола (табл. 5.2). Лишь немногие роды и виды, среди них все виды

Таблица 5.2

Грибы, нуждающиеся в целой молекуле тиамина и в отдельных

ее компонентах

Виды, нуждающиеся

в целой молекуле тнамина в пнрнмнднне и тназоле в пиримидине в тназоле

Klockera brevis Phytophthora sp. Trichophyton discoi-des Phycomyces blakes-leeanus

Piricularia oryzae Почти все гетеротрофные по тиамину виды Cotlybia tuberosa Coprinus sp. Marasmius fulvobulbil-losum

Parasitella simplex Polyporus adustus Pythiomorpha Rhodotorula rubra Sclerotium oryzae Tricholoma sp. Ustilago longissima и Другие Endomyces magnusii

Mucor rammanianus Stereum frustiuo-sum

Trichophyton con-centricum

Phytophthora, Klockera brevis и Trichophyton discoides, нуждаются в полной молекуле тиамина (Fries, 1965).

Третий вид гетеротрофии по тиамину состоит в потребности в пиримидиновой молекуле при наличии способности синтезировать ее тиазольную часть. Эта группа включает более десяти видов грибов. Наиболее малочисленны формы, неспособные синтезировать тиазол, среди которых в данное время насчитывается только четыре вида: Endomyces magnusii, Mucor rammanianus, Stereum fructulosum и Trichophyton concentricum (табл. 5.2).

Избыток тиамина в среде иногда вызывает угнетение роста грибов, что связывают с его функцией как кофермента карбокси-лазы и с накоплением при ее избытке в культуре грибов этилового спирта в результате декарбоксилирования пирувата. В дальнейшем, при использовании спирта грибом, развитие его достигало нормального уровня. Подобные явления, обнаруженные впервые Фостером и Голдманом у Rhizopus suinus, были далее обнаружены у Fusarium, у Ciborinia и у Saccharomyces carlsbergiensis. У Fusarium этот эффект можно нейтрализовать биотином, у Saccharomyces carlsbergiensis пиридоксином, у Rhizopus suinus — мезоинози-том (Фостер, 1950). Наоборот, при недостатке тиамина в культуре нуждающихся в нем грибов наблюдается избыточное накопление в ней пирувата, которое можно выявить с помощью реакции образования йодоформа. При добавлении в среду йода в смеси с йодидом калия и ее подщелочении при наличии в ней пировино-градной кислоты выделяется йодоформ, легко обнаруживаемый, по запаху.

Биосинтез тиамина у грибов протекает, видимо, по пути вторичного метилирования метилцитозина и последующей конденсации пиримидиновой части молекулы тиамина с тиазольной. У некоторых видов источниками тиазольной части молекулы тиамина могут служить пенициллин или бацитрацин (Ebringer, 1960). Наличие тиамина необходимо для спиртового брожения, но у обычных дрожжей эта потребность проявляется только при рН 5,0, но не при рН 3,5. Практически тиамин можно получать из очень-богатых им дрожжей; однако сейчас его чаще синтезируют химическим путем.

Рибофлавин, или витамин В2> составлен из изоаллоксазинового ядра и спирта рибитола—производного рибозы (рис. 5.2). Его функции в обмене веществ состоят в участии в качестве коферR ДА R R

?1 Н +СН|-С0 fi н f

соединения V m CHf(?0 rAwA^NH ДА /<4A,0

И CHJ-CHOH 3 11 СН, н II

0 А 0 0

ДРЛ РФ

Рис. 5.2. Биосинтез рибофлавина у Eremothecium a'shbyii Rt — остаток рибнто-ла; ДРЛ — 6,7-диметилрибуломазин; РФ — рибофлавин; ДА — диацетил; А —

ацетонн

мента во всех флавиновых энзимах, а именно: 1) он является второй простетической группой ряда дегидрогеназ, а также окси-даз со строением гемов (Lindenmayer, 1965), где активной груп» пой является флавинаденинмононуклеотид (ФМН), и 2) в форме флавинадениндинуклеотида он входит в состав глюкозооксидазы, т. е. принимает участие в первом этапе пути метаболизма гексоз через гексозомонофосфат (ГМФ), окисляя глюкозу и глюконовую кислоту. Кроме того, флавинадениндинуклеотид (ФАД) входит также и в состав сукцинатдегидрогеназы, окисляющей янтарную кислоту в фумаровую. Флавины входят также в систему нитрат-дегидрогеназ, лактатдегидрогеназ дрожжей и др. (Диксон, Уэбб, 1982).

Из природных видов грибов, обладающих потребностью в рибофлавине, известна Poria vaillantii, нуждающаяся также еще в тиамине, биотине и аденине (Jennison et al., 1955). Кроме нее существуют нуждающиеся в витамине В2 мутанты видов Aspergillus и Neurospora, При этом потребность мутанта Neurospora в этом витамине выявляется только при температурах выше 25°С. У некоторых форм, не требующих этого витамина для роста, он оказывается влияющим на их спорообразование. К таким видам, относится Alternaria solani (Lukens, 1963). У Fusarium aqueductum он влияет на синтез каротиноидов (Rau, 1967).

Рибофлавин хорошо синтезируется многими грибами в больших количествах, вследствие чего они могут служить источниками для промышленного получения этого витамина, особенно представители семейства Spermophthoraceae и некоторые дрожжи. В качестве промышленных продуцентов рибофлавина фигурировали в основном три вида: Eremothecium ashbyii, Ashbyia (Nematospo-ra) gossypii, Candida guillermondii, а также некоторые другие виды Candida. Для ферментации рибофлавина с помощью Eremothecium ashbyii используется среда, почти не содержащая углеводов (не более как от 0,25 до 1,5%), много животного белка или пептона (от 1 до 5%) и от 0,5 до 5% солодового экстракта как источника витаминов. При ферментации поддерживается температура от 27 до 30°С и производится искусственная аэрация. Начальное рН среды устанавливается на уровне 5,5. При этом на 1 мл культуральной жидкости образуется от 150 до 500 мкг В2. Особенно сильное влияние на биосинтез рибофлавина оказывают пуриновые основания, пиримидиновое ядро которых, как это было показано в исследованиях с хроматографией меченных изотопами промежуточных продуктов этого биосинтеза, полностью включается в изоаллоксазиновое ядро рибофлавина. Путь биосинтеза рибофлавина от рибитилпурина с расщепленным имидазольным кольцом через 6,7-диметилрибуломазин до рибофлавина указан на рис. 5.2. В обоих этапах синтеза оказались участвующими ацетоин или диацетил, постепенно надстраивающие на основе первоначального пиримидинового цикла два последующих кольца лзоаллоксазинового ядра. При этом выяснилась необходимость постоянного присутствия в надстраиваемой молекуле спирта производного рибозы. В противном случае, при добавке в среду промежуточных продуктов реакции, биосинтез подавлялся.

Более широкое описание процесса биосинтеза флавиновых соединений и соотношения его с конкурентной системой биосинтеза веществ птеридиновой природы, входящих в пул фолиевой кислоты, даны в работе Ежевской (Jezewska, 1963/рис. 5.3). По данной -ею схеме, и те и другие соединения исходят из инозинрибозофос-фата, но путь синтеза флавинов идет через ксантиловую кислоту, .а трансформация ИМФ в гуаниловую кислоту приводит к образованию соединений типа фолиевой кислоты.

Кроме рибофлавина, накапливающегося главным образом в культуральной жидкости, Eremothecium ashbyii может синтезировать флавинадениндинуклеотид, являющийся, так же как и рибофлавин, важным для медицины витамином. В отличие от рибофлавина флавинадениндинуклеотид (ФАД) концентрируется преимущественно в мицелии продуцента (табл. 5.3/Голышева, 1963), л выделяемый из него рибофлавин в основном приходится на содержащийся в ФАД (см. в таблице нижнюю строку, столбцы 4 и 6).

Кроме Eremothecium ashbyii для получения рибофлавина используют также близкую к нему форму Ashbyia gossypii. Для этого вида имеются данные, что у него при росте на синтетической среде образование рибофлавина стимулируется ацетатом аммония и синтетическими поверхностно-активными эфирами жирных кислот (Goodman, Ferrera, 1954).

он т

I II >

НС^ ^C-NRP

ОН гк

H2NC<. .C-NRP N

|-c8

4РАДА-60П

1

ПСФК

^ COOK

чсн

+СРД-^™| н^^л^ пгк ([н2).

Ф,РК Ч/C ^C -CH2-NH 7~Vc0-NH-CH

J-c8 \ N с

4-РА5А-2,б-Д0П 0H

+одето ин (отел, до бутил2,3-диона)

6,7ДМ-8Р.Л

^(Дасмутация)

РФ

Рис. 5.3. Схема процесса биосинтеза птеридииовых и флавиновых соединений (Jezewska, 1963); ИК — ииозиновая кислота; КК — ксантиловая кислота; ГК — гуаииловая кислота; КС — ксантии; МК — мочевая кислота; 9-ФРК — 9-фос-форибитилксаитин; RP — рибозофосфат; 4-РА5А-2,6-ДОП — 4-рибитиламино-5-амиио-2,6-диоксипиримидии; 6,7-ДМ-8РЛ — 6,7-диметил-8-рибитиллюмазии; РФ — рибофлавин; 4-РАДА-60П — 4-рибозиламиио-2,5-диамиио-6-оксипирими-дии; ПСФК — птеридииовая система фолиевой кислоты; ПГК — птероилглютамииовая (фолиевая) кислота

Биотип, или витамин Н, представляет собой гетероциклическое соединение (р

страница 24
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

Скачать книгу "Физиология и биохимия грибов" (2.13Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(20.11.2019)