Биологический каталог




Физиология и биохимия грибов

Автор З.Э.Беккер

в зависимости от вида гриба. Так, у Polyporus annosus и Flammulina (Collybia) velutipes (Norkrans, 1957; Lyr, Ziegler, 1959) была найдена как термостабильная цел-люлаза, так и термолабильная р-глюкозидаза с различной активностью у разных штаммов Flammulina, тогда как у Hydnum hen-ningsii и Polyporus schweinitzii оказалась только р-глюкозидаза, дающая в качестве продукта гидролиза одну глюкозу. Напротив, у Polyporus betulinus по понижению вязкости карбоксиметилцел-люлозы была обнаружена только «вискозиметрическая» целлюла-за (Bell, Burnett, 1966). Помимо указанных здесь видов дерево-разрушающих грибов целлюлаза была обнаружена у рода Irpex, у которого она стимулируется марганцем, у Phellinus igniarius (Стайченко, Федоров, 1969), у Polyporus abietinus, Tricholoma, Porta vaillantii и у видов Corticium.

Среди почвенных дейтеромицетов также встречается большое количество продуцентов целлюлаз, в чем можно убедиться, выращивая их при посеве почвенной суспензии или комочков почвы на фильтровальную бумагу (Verona, Lipidi, 1966) или на среду с добавкой в качестве источника углерода целлюлозного порошка.

К числу целлюлозоразрушающих форм почвенного происхождения принадлежат различные виды Aspergillus, Cephalosporium, Chae-tomium, Humicola, Malbranchia, Sporotrichum, Thermoascus и Другие. Много целлюлозоразрушителей оказывается среди термофильных видов. К числу разрушителей целлюлозы относятся также разрушители бумаги Eidamella deflexa, Sporotrichum bombycinum> Aspergillus terreus и Penicillium purpurogenum (Нюкша, 1969)*, а также гриб A'rchangium violaceum. Однако из числа дейтероми-цетов наиболее активными и наилучше изученными продуцентами целлюлазы оказались Trichoderma viride, Myrothecium verrucaria (Whitaker, 1954, 1956) и Stachybotrys atra (Jermyn, 1956). У последнего из этих грибов был обнаружен набор из четырех компонентов целлюлазы, тогда как у Myrothecium verrucaria и Aspergillus niger установлены термостабильная целлюлаза и термолабильная [1-глюкозидаза. У Myrothecium (i-глюкозидаза оказывается более эффективной, если длина цепочек разрушаемых ею олигоса-харидов возрастает с двух до пяти мономеров глюкозы в их составе.

Целлюлазы, видимо, в большинстве случаев являются адаптивными энзимами, которые не образуются на средах с глюкозой и целлобиозой, а главным образом при росте иа средах с клетчаткой (Lyr, 1959). Это было установлено для Tricholoma, Polyporus: annosus (Norkrans, 1957), Fomes pinicola, Schizophytlum commune* Trametes versicolor (Reese, Levinson, 1952) и целого ряда других грибов-дереворазрушителей. Оптимальное значение рН для активности этих ферментов находится обычно в пределах от 5,0 до 6,0.

К наиболее распространенным у древесных растений полимерам, которые ранее обобщали в категорию гемицеллюлоз, относятся ксиланы, преобладающие у лиственных пород, и маннаны, встречающиеся в большом количестве у хвойных. Расщепляющие их ферменты ксилаиазы и маннаназы встречаются обильно как у дереворазрушающих грибов-трутовиков, так у многих сумчатых грибов, например Chaetomium globosum (Sorensen, 1957), и дей-теромицетов. Обильны они и у паразитических грибов. Среди последних гемицеллюлазы изучались у Fusarium roseum, Sclerotium rolfsii, у Botrytis cinerea и Aureobasidium put-lulans (Berndt, Liese, 1971). При этом у Botrytis cinerea и Aureobasidium pullulans была обнаружена манианаза, у Chaetomium globosum ксиланаза, а у Sclerotium rolfsii оба этих энзима с дополнением галактаназы и а-1,6-галактозидазы. 5. rolfsii оказался способным расщеплять галактомаинаны, а ряд других грибов — разнообразные пентозаны. По-видимому, большинство энзимов этого типа являются у грибов адаптивными, например, у большей части грибов образование ксиланазы стимулировалось ксиланом (Sorensen, 1957; Lyr, 1959). Оптимальное значение рН для активности этого фермента лежит, по некоторым данным, в пределах 3,0—3,8, а продуктом гидролиза является ксилобиоза, расщепляющаяся далее до ксилозы (Рипачек, 1967).

Поскольку маннаны более широко представлены у хвойных, анализировали наличие соответствующих ферментов у паразитов этих пород деревьев. Ферменты, расщепляющие a-D-маннозидные «связи, были найдены у паразита ели трутовика Phellinus abietis (Zouchova et al., 1977a, б). У P. abietis были обнаружены два типа подобных экстрацеллюлярных энзимов — типа экзоманнана-зы, отщепляющей конечную группу маннозы, и эндоманнаназы, расщепляющей маннан на его олигомеры, а также а-маннозидазу.

Пектолитические энзимы широко распространены как у деревор азрушающих, так и у почвенных и особенно у фитопато-**енных грибов, у которых изучалась пектолитическая способность •более чем для восемнадцати видов в связи с предполагаемой ролью этих энзимов в патогенезе или в проникновении в растения •через их корни,

Среди пектолитических энзимов, которые, как и другие гидро-нДазы, часто являются комплексом ферментов, различают четыре вида: 1) протопектиназа, или пектинлиаза, освобождающая пектин из его лабильного соединения с клетчаткой; именно этот энзим считается основным вииовником мацерации тканей растений, ж испытывают его обычно по этому симптому при посеве гриба — продуцента на ломтики картофеля; 2) полигалактуроназа, или яектиназа (ПГ), определяемая чаще всего по понижению вязкости раствора пектина или пектата кальция, производящая разрыв полимерной молекулы полигалактуроновой кислоты, составляющей лектин, по а-1,4-уронидным связям на более низкомолекулярные фрагменты или мономеры галактуроновой кислоты (рис. 6.11);

3) пектинметилэстераза, или пектаза (ПМЭ), определяемая по титрованию освобождающихся кислых групп полигалактуроновой кислоты или спектрофотометрически; она представляет собой эсте-разу, расщепляющую эфирную связь полигалактуроновой кислоты с метиловым спиртом (см. рис. 6.11). У видов, способных расщеплять высоко метоксилированные пектины, она встречается обычно в паре с полигалактуроназой (ПГ), так как последняя неспособна расщеплять такие пектины без их предварительного деметоксили-рования; 4) обнаруженная позднее всех других пектолитических энзимов пектинтрансэлиминаза (ПТЭ), расщепляющая уронидные связи пектина без его предварительного деметоксилирования.

Этот энзим сильно отличается от двух предыдущих, имеющих оптимум действия в кислой среде (при рН 4,0—5,0), тем, что его> максимальная активность проявляется в щелочном диапазоне между рН 7,5 и 8,5 (Ayers, Papavizas, Diem, 1966; Васильева, Метлиц-кий, 1968; Васильева и др., 1968). Если исходить из этого обстоятельства, то отличающиеся по оптимальным значениям рН пектиновые энзимы Botrytis cinerea (оптимум рН 4,0—5,0) и Pythium debarianum (оптимум рН 8,0—9,0) должны быть: первый — поли-галактуроназой, а второй — пектинтрансэлиминазой соответственно (Ashour, 1954). Пектолитический энзим Aureobasidium pultu-lans также оказывается по этому признаку пектинтрансэлиминазой (Berndt, Liese, 1971).

Полигалактуроназа, встречающаяся у Neurospora crassa, по ее-описанию несколько отличается от обычной по оптимальному для: ее действия рН и термолабильностью. Она разрушается при 70 °С и дает в качестве продуктов гидролиза довольно высокомолекулярные полиурониды с молекулярной массой около 1300. Однако последний признак не особенно характерен, поскольку и обычная ПГ дает первоначально высокомолекулярные продукты гидролиза, постепенно распадающиеся при длительных экспозициях на мономеры. В последнее время пектинметилэстеразу и полигалактуро-назу рассматривают как единый ферментный комплекс, называемый полиметилгалактуроназой, различая лишь его экзоформу, от^ щепляющую ко'нцевую молекулу галактуроновой кислоты,, и эндоформу этого энзима, расщепляющую пектин иа его олиго-меры (Михайлова и др., 1982).

Относительно степени адаптивности пектолитических энзимов-единодушного мнения пока нет и они в этом отношении еще недостаточно изучены. Полигалактуроназа рассматривалась первоначально как конститутивный энзим (Gaumann, 1949), что, видимо,, подтверждается и для Penicillium chrysogenum, хотя пектинметил-эстераза у него адаптивна. Однако у дереворазрушающих грибов ПГ адаптивна и резко стимулируется на средах с пектином (Lyr, 1959, 1960). Точно так же оказываются адаптивными энзимы этого типа у Aspergillus niger (Фениксова, Молдабаева, 1967). По поводу ПГ Botrytis cinerea возникают значительные разногласия. Одни считают ее у всех видов Botrytis конститутивным (Талиева, Плотникова, 1962), другие находят, что ее образование стимулируется пектином, т. е., что она адаптивна (Ashour, 1954). У этого гриба, а также у Sclerotinia sclerotiorum декстроза даже на среде с пектином угнетала образование ПГ. Тоже касается ПГ Rhizoc-tonia solani, которая в одних работах фигурирует как конститутивная, в других — как адаптивная (Ayers, Papavizas, Diem, 1966),. как и соответствующий фермент гриба Aphanomyces euteiches.

Пектинтрасэлиминаза (ПТЭ) у Rhizoctonia solani оказалась адаптивной, а у Pythium debarianum конститутивной. Единственный пектолитический энзим, найденный у Phytophthora infestans,— пектинметилэстераза оказалась конститутивной (Clarke, 1966).

Одновременное наличие у продуцента эндо- и экзоформ ПГ можно установить по непропорциональности между понижением вязкости и увеличением количества редуцирующих концевых остатков мономеров, что особенно выявляется в случае наличия одной эндоформы энзима. У грибов встречаются и те и другие формы фермента, в частности у дрожжей. У дереворазрушающих грибов — трутовиков установлена экзо-ПГ (Lyr, 1959; 1963),. у Neurospora — эндо-ПГ, так же как и у Aphanomyces euteiches.. При исследовании ПГ в конидиях Colletotrichum orbiculare как. эндо-, так и экзоформа ПГ показали более высокую активность в их матриксе, чем в нативном материале, что говорит о поверхностной локализации их в клетках.

Пектинолитические энзимы грибов встречаются в самых разнообразных сочетаниях, хотя наиболее часто обнаруживается у них полигалактуроназа, найденная в спорах ржавчины Puccinia, glumarum, P. triticina и P. suaveolens (Талиева, Плотникова, 1962), у дрожжей, Botrytis cinerea, Penicilli

страница 33
< 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
(20.09.2019)