Биологический каталог




Физиология и биохимия грибов

Автор З.Э.Беккер

ли полифосфатных

Таблица 6.5

Ферменты грибов, расщепляющие полифосфаты. Полифосфат-деполимеразы (полифосфатполифосфогидролазы) с оптимальным

рН 3,2—3,4, встречающиеся только у грибов (Кулаев, 1975)

Пол ифосфатпо л ифосфогидрол аз ы.

Тип реакции: ПФ(т+п) + Н80 ? ПФт + ПФЛ

ческие ферменты, расщепляющие белки и пептиды, к которым примыкают кератинолитические, разрушающие кератин рога, шерсти и перьев, фибринолитические, гидролизующие фибрин крови, а также расщепляющие фосфорные и другие сложноэфирные связи эстеразы, среди которых различают гидролизующие жиры липазы, фосфолипазы и рассмотренные выше фосфатазы.

Липазы и фосфолипазы . Липазы относятся к числу гидролитических ферментов из категории эстераз, расщепляющих жиры, которыми весьма богаты многие грибы, использующие жиры как источник углерода. Липазы обильно встречаются у многих почвенных, плесневых и паразитных грибов.

Реакция, производимая грибными липазами, большей частью состоит в отщеплении от глицеридов жирных кислот, находящихся в положении С-1 или С-3 атомов глицерина (табл, 6.7) в последовательном порядке от С-3 к С-1 ацильным группам.

Т а б л и ц а 6.7

Катализируемая грибной липазой деградация триацилглицерида (Weete, 1980)]

1,2,3-триацилглицерид I

1,2-диацилглицерид + жирная кислота 2-моноацилглицерид + жирная кислота глицерин -f- жирная'кислота

Для отщепления последней ацильной группы в положении С-2 необходима изомеризация, переводящая ее в положение С-1 или С-3. Это осуществляется грибами, поскольку они почти всегда способны к полному деацилированию триглицеридов. Однако у некоторых форм, например у Aspergillus flavus, такой позиционной специфичности нет, а у Geotrichum candidum специфичность проявляется в приуроченности к ненасыщенным жирным кислотам со структурой А9 независимо от их положения в отношении атомов углерода глицерина. Это наиболее специфичная из всех липаз грибов.

Уэбб, 1982).

У Saccharomyces cerevisiae липаза связана с клеточной мембраной и изолируется из нее при переваривании клеточной оболочки. Большей частью липазы грибов относительно стабильны и имеют оптимум действия при рН 8,0, Скорость гидролиза липазой триглицеридов по положению С-1 у Mucor javanicus выше, чем ди-глицеридов по положениям С-1, С-3, вероятно, потому, что дигли-цериды менее электрофильны, и она падает в направлении: три-глицериды-*С-2, С-3-диглицериды->моноглицериды. Быстрее гид-ролизуются также триглицериды, содержащие олеиновую и линолевую жирные кислоты, чем линоленовую, вероятно, в результате изменения под ее влиянием конфигурации триглицерида вследствие обилия двойных связей и затруднения образования его комплекса с энзимом.

Образование липаз грибами — важный элемент процесса сыроварения с применением грибных заквасок на основе Penicillium roquefortii и P. kamemberti. Острый вкус мягких сыров типа рокфора зависит в значительной мере от свободных жирных кислот, вторично образующихся сложных эфиров и альдегидов, являющихся конечными продуктами процессов, катализируемых липазами.

Виды грибов, обильно образующие липазы, обычно являются виновниками прогоркания масел или порчи масличных семян (Eggins, Coursey, 1968), туалетного мыла, коррозии и закупорки масляных и топливных баков, маслопроводов авиационных моторов, что приводило даже к воздушным катастрофам. Порча грибами произведений живописи с использованием масляных красок тоже зависит от разрушающих способностей этих грибов, обильно выделяющих липолитические ферменты (Курицына, 1968).

Фосфолипазы, гидролизующие фосфолипиды, изучались у немногих грибов. Всего насчитывают порядка пяти таких энзимов,

обозначаемых как Аь А2, В, С и Д (рис. 6.9) и отличающихся по

местам производимого ими гидролиза (Weete, 1980). Фосфолипазы к\ и А2 катализируют отщепление ацилированных жирных

кислот по положению С-1 (Ai) и С-2 (А2).

Эти реакции способна производить. также

фосфолипаза В. Фосфолипазы С и Д явля- R-{f!0-c-H

ются собственно фосфатазами, так как они у \Z ?i

отщепляют фосфорную кислоту по ее н2с-<ур-о-х

—Р—О— связям, первая в месте контакта о"

с С-3 атомом глицерина, а вторая с осно- с

ванием, например с холином или этанола- Рис 69 месха дейст-мином. Соответственно продуктами этих виЯ' на фосфолипиды реакций оказываются в первом случае фос- фосфолипаз А*, А2, В, С форилированное основание (например, фос- и Д (Weete, 1980) фатидилхолин), во втором одно основание (например, холин).

Обнаруженные у грибов фосфолипазы способны производить полное деацилирование 1,2-диацилглицерофосфатидов до глице-ро-3-фосфата и двух жирных кислот, а также до 1,2-диацилглице-рида и фосфорилированного основания (например, о-фосфатидил-холина) и являются широкоспецифичными. Фосфолипаза D была открыта только у растений.

Наиболее полно была исследована фосфолипаза из Penicillium notatum, активная в отношении диацилфосфолипидов и стимулируемая кардиолипином и фосфатидилинозитом. Фосфолипаза А была найдена в сухих дрожжах и гидролизовала фисфатидилхо-лин, трансформируя его в лизофосфатидилхолин и глицеро-3-фосфатидилхолин. Фосфолипаза В из P. notatum активировалась анионами, возможно, вследствие участия их в диспергировании фосфолипидов в результате увеличения отрицательного потенциала субстрата. Это подтверждается возможностью их замены обработкой ультразвуком. Оптимальная активность фосфолипазы В из P. notatum достигается при рН 4,0 и усиливается при введении —S—S— связей. Фосфолипаза В была также найдена у Sclerotium rolfsii и имела при этом оптимум действия при рН 4,5.

О нахождении фосфолипазы С было сообщено некоторыми авторами для дрожжей, бактерий Ervinia carotovora и некоторых фитопатогенных грибов. Необычный энзим с фосфолипазной активностью был найден у Rhisopus arrhizus, катализирующий гидролиз триацилглицеридов в положении С-1 и С-3. Сходный с энзимом Rhisopus фермент был обнаружен в панкреатической железе свиньи.

Карбогидразами называют ферменты, производящие сопровождаемое гидролизом расщепление углерод содержащих безазотистых соединений, например, различной степени сложности углеводов. Поскольку именно такие субстраты чаще всего используются грибами как источник углерода, ферменты этого типа, образуемые ими, весьма обильны и разнообразны.

К ним относятся прежде всего ферменты, действующие на ди-сахариды, такие как инвертаза (или сахараза), расщепляющая сахарозу на фруктозу и глюкозу, трегалаза и мальтаза, делящие соответственно на две молекулы глюкозы трегалозу и мальтозу, и лактаза, расщепляющая на глюкозу и галактозу дисахарид лактозу. Ферменты этой категории, будучи широко распространены у грибов, имеются все же не у всех. Например, у Chaetoceratosto-та longirostre отсутствует инвертаза, и при росте без глюкозы, которая способствует образованию у нее красного пигмента, ее колония на среде с . сахарозой остается неокрашенной. Вследствие этого данный вид может служить тестом для обнаружения инвертазы у других грибов, в совместной культуре с которыми на среде с сахарозой его колония становится окрашенной пигментом, синтезируемым на базе глюкозы, образующейся в результате действия инвертазы культивируемого вместе с ним вида гриба.

Ферменты этого типа могут быть не только конститутивными, но и адаптивными. Например, у Saccharomyces fragilis таковым является инвертаза, образование которой усиливается очень резко на среде с сахарозой и которая почти не образуется на средах с рафинозой, лактозой или мелибиозой (Девис и др., 1966). У других дрожжей адаптивным ферментом является энзим, участвующий в усвоении галактозы, образование которого стимулируется выделенным из них термостабильным фактором.

Трегалаза, видимо, также является адаптивным ферментом у миксомицета Dictyostelium discoideum, постепенно накапливающимися у него в процессе прорастания спор (Cotter, Raper, 1966). Кроме миксомицета Dictyostelium трегалаза была также обнаруFIEHA в мицелии и склероциях в культуре Sclerotinia sclerotiorum Wang-Sy-Jing, Le Tourneau, 1972). Очищенный фермент имел оптимальную активность в пределах рН около 5,0 и константу Ми-хаэлиса, равную 1,7* 10~3. Еще ранее трегалаза была также обнаружена у базидиомицета Schizophyllum commune (Williams, Nie-derpruem, 1968).

Некоторые дрожжи накапливают расщепляющие дисахариды ферменты в больших количествах, что позволяет использовать их в промышленных целях. Например, к числу таких видов относится Fabrospora fragilis, образующая р-галактозидазу (лактазу) и оказавшаяся наиболее эффективной среди пятидесяти испытанных одновременно с ней штаммов дрожжей.

Олигосахариды с a-D-галактозным остатком, широко распространенные у растений и животных, гидролизуются а-галактозида-зой, встречающейся как среди дрожжей, так и нитчатых грибов. Среди 89 культур дрожжей, принадлежащих к 21 роду, она обнаружена только у двух испытанных видов рода Schwanniomyces, S. occidentalis и 5. atluvius, причем наиболее активен был первый из этих видов, культивируемый на среде с молочной сывороткой (Улезло и др., 1980). Среди нитчатых дейтеромицетов хорошим продуцентом a-галактозидазы оказался штамм из рода Cephalos-porium (Cephalosporium sp. 237), из культуральной жидкости которого энзим осаждался этанолом или ацетоном и гидролизовал все три использованных субстрата: п-нитрофенил-а-О-галактопи-ранозид (я-НФГ), к которому его сродство было наибольшим, ме-либиозу и рафинозу, но с оптимальной активностью при разных рН. Для гидролиза л-НФГ оптимальная активность находилась при рН 5,5, для мелибиозы — при рН 5,0 и для рафинозы — при рН 6,0. Препарат фермента содержал примеси протеазы и инвер-тазы, был стабилен в диапазоне рН от 5,0 до 9,0 и терял 40% активности в течение 10 мин при 50 °С, Для гидролиза субстрата гс-НФГ оптимальная активность энзима наблюдалась при 40 °С (Запрометова и др., 1982).

Среди ферментов, расщепляющих сложные полисахариды, наиболее распространенным у грибов энзимом является амилаза. Она представляет собой, по существу, не один фермент, а комплекс энзимов, гидролизующих крахмал. В составе этого комплек

страница 31
< 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
(19.10.2019)