Биологический каталог




Физиология и биохимия грибов

Автор З.Э.Беккер

um chrysogenum, Neurospora crassa и Aphanomyces euteiches. В сочетании с протопектиназой она была обнаружена в спорах Aspergillus niger и у трех видов Botrytis — В. cinerea, В. anthophila и В. allii, а также у Sclerotinia sclerotiorum и в сочетании с пектинметилэстеразой у Ceratocystis fimbriata и Verticillium dahliae, а с обоими этими ферментами (протопектиназой и ПМЭ) у Fusarium oxysporum f. vasinfectum (Васильева, Метлицкий, 1968). Без сопровождения другими пек-толитическими компонентами протопектиназа была также найдена у Colletotrichum trifolii, пектинметилэстераза у Phytophthora infestans (Clarke, 1966) и Sclerotinia sclerotiorum, а пектинтранс-элиминаза у Rhizoctonia solani (Ayers et al., 1966) и Pythium de-barianum.

Как можно видеть из этого перечня, пектолитические энзимы особенно обильны у паразитных грибов, поражающих корни растений или проникающих в них через корни. В этом отношении особое внимание привлекают два фермента: протопектиназа и пектинтрансэлиминаза. По материалам Талиевой и Плотниковой (1962), протопектиназа из трех видов рода Botrytis оказалась наиболее выраженной у форм с большей адаптацией к паразитизму (В. anthophila и особенно В. allii) по сравнению с сапротрофным В. cinerea, что авторы связывают с транспортной, т. е. способствующей проникновению в растение функцией этого фермента. Вторым ферментом транспортного назначения, вероятно, окажется, специально для обитателей аридных (пустынных) щелочных почв, пектинтрансэлиминаза с ее оптимумом эффекта при рН около 8,0, очень близким к рН почвенного раствора этой зоны. Ферменты типа ПГ и ПМЭ с оптимумом действия при рН, близким к кислотности клеточного сока растений (от 4,0 до 5,0), вероятно, несут скорее «трофическую функцию» (по терминологии Талиевой) и шире всего представлены у почвенных сапротрофов и грибов дереворазрушителей, что вполне соответствует занимаемой ими экологической нише.

Пектолитические ферменты грибов получают все большее практическое значение и широко изучаются в этом плане (Банфилд, 1963). Известно, например, что мощный пектолитический комплекс возбудителя так называемой «благородной гнили винограда», В, cinerea, успешно использовался для осветления дессертных вин при их созревании. Для стабилизации вин и при приготовлении фруктово-ягодных вин и соков пектолитические ферменты стали применять и в Советском Союзе, например, при изготовлении вин яз крыжовника или черной смородины (Датунашвили и др., 1976; Кишковский и др., 1974), однако значение их для промышленности этим не исчерпывается. Они оказались очень полезными при обработке различных растительных продуктов, например при экстракции крахмала, витаминов, лекарственных веществ, при осаха-ривании сельскохозяйственных отходов или при заготовке кормов в животноводстве, в связи с чем в последнее время очень повысился интерес к изучению именно этого класса ферментов.

В поисках полезных для различных целей продуцентов пекто-литических ферментов были обследованы разнообразные роды грибов, например 340 штаммов у 38 видов рода Penicillium и 132 штамма у 13 видов Fusarium (Айзенберг, Билай, 1970; Девдари-ани и др., 1982), Trichoderma koningii (FanelH et al., 1978) и ряд базидиомицетов, например трутовики Fomitopsis cytlsina и Irpex lacteus (Kawai et al., 1978). В ряде из этих работ выяснилось, что наибольший эффект в отношении мацерации растительных тканей дает, как и в случае целлюлаз, применение комплекса ферментов. Так, например, совместное применение полиметилгалактуроназ (ПМГ) и пектинтрансэлиминазы (ПТЭ) из Penicillium digitatum для мацерании тканей листа и клубня картофеля можно объяснить их различной активностью в отношении пектинов разного происхождения. Эндо-ПМГ P. digitatum лучше всего гидролизовала свекловичный и лимонный пектины, экзо-ПМГ — свекловичный и пектовую кислоту, а ПТЭ — яблочный и не действовала на пекто-вую кислоту. Вероятно, при этом играло роль не только сродство ферментов к разным пектинам, но и различия в оптимальных для их действия рН, которые имеют значения для экзо-ПМГ — 4,5, для эндо-ПМГ — 5,0, а для ПТЭ —9,0 (Михайлова и др., 1982). Пектолитические ферменты P. digitatum угнетаются ионами тяжелых металлов, как Fe2+, Ag+, Pb2+, Zn2+, Cu2+, и натрия, а также редуцирующими, поверхностно-активными и хелатообразующими веществами. Эндо-ПМГ несколько активируются ионами Са2+, а экзо-ПМГ — Mg2+ и А12+

Изучались также пектолитические ферменты, образуемые неуказанными авторами видами родов Penicillium и Fusarium, которые наилучшим образом очищались при помощи осаждения их ацетоном из сконцентрированной культуральной жидкости после роста грибов на среде со свекольным жомом (Давдариани и др., 1982). Полученный пектолитический комплекс содержал три пектолитических фермента в препарате из Penicillium и четыре в препарате из Fusarium с оптимальными рН 4,5 и температурой 40°С для активности препарата из Fusarium и рН 5,0 и температурой 50 °С для активности препарата из Penicillium. В полученном препарате из Fusarium преобладали экзо-ПГ и эндо-ПГ, в препарате из пеницилла — пектинметилэстераза. ПТЭ была обнаружена только у Fusarium, и, кроме того, в обоих препаратах имелась большая примесь кислой протеазы и незначительная целлюлаз.

С позиций определения роли пектолитического комплекса энзимов в фитопатологии изучались также ферменты возбудителя вилта хлопчатника, Verticillium dahliae, у которого были обнаружены ПГ, накапливающиеся при низком рН среды (5,5), и ПТЭ, синтезирующаяся при более высоком (рН 7,0—7,5). Оптимум роста и формирования ПТЭ был обнаружен при температуре 28— 30°С. Влияние на заболевание вилтом метеорологических факторов авторы связывают с тормозящим влиянием температуры выше 30 °С на образование патогеном ПТЭ (Согдиева, Васильева, 1975).

Поскольку мацерация растительных продуктов зависит не только от пектолитического комплекса, а часто от дополняющих их целлюлаз и протеаз, комплексные смеси, подобные получаемым Девдариани с сотр. (1982), оказываются более действенными, чем индивидуальные энзимы. Однако возможен и другой подход к этой практической проблеме. Помимо использования естественно синтезирующихся продуцентов смесей гидролитических энзимов применяются также препараты, составленные путем смешивания полученных от разных продуцентов или путем последовательного экспонирования мацерируемого материала в ряде таких энзимов. Одна из таких процедур была разработана при мацерации листьев растений путем чередования обработки сначала пектофоетидином ТОХ и затем целлюлазой из термотолерантного штамма Aspergillus terreus (Логинова и др., 1980). Удобный для такой мацерации комплекс энзимов, содержащий целлюлитические, пектолитические энзимы, глюканазы и ксиланазы, был обнаружен у Fomitopsis су-tisina и Irpex lacteus (Kawai et al., 1978; Noguchi et al., 1978), причем последний трутовик продуцировал также значительное количество протеиназы, что делало его пригодным и для целей пищевого производства (Suga et al., 1978). Ранее, для целей переработки кормов для сельскохозяйственных животных, исследовался также состав энзимного комплекса, образуемого трутовиком Тга-metes sanguinea, который оказался продуцентом протеазы, целлю-лазы, глюканазы и пектиназы при росте в погруженной культуре.

Исследование семи энзимов (протеазы, целлюлазы, гемицеллю-лазы, амилазы, лакказы, каталазы и пероксидазы) плодовых тел 334 базидиальных и сумчатых макромицетов и их изозимов при анализе с помощью электрофореза в геле оказалось полезным для целей хемотаксономии (Lamaison, 1976).

Хитиназа несколько отличается от других карбогидраз тем, что она гидролизует азотсодержащее соединение — хитин. Однако •ее целесообразно рассматривать вместе с ними, так как хитин по своей структуре идентичен полисахаридам и отличается от них. лишь тем, что составляющие его мономеры представляют собой ацетильные производные глюкозамина. Хитиназа гидролизует хитин до ацетилглюкозамина и широко распространена у грибов. Ее можно обнаружить в плодовых телах базидиомицетов, как Coprinus comatus, Phallus impudicus, Fistulina hepatica, и особенно у видов дождевиков Bovista и Lycoperdon. Этот энзим относительна термостабилен и активируется белком сыворотки крови. Появились-также сообщения о другом ферменте, свойственном мицелиальным грибам (например, Mucor rouxii), способном деацитилировать хитин с образованием хитозана.

Хитиназа является одним из основных компонентов комплекса, составляющего улиточный фермент, используемый в экспериментальной микологии для получения сферопластов грибов, лишенных клеточной оболочки. Из 35 видов грибов, исследованных в отношении образования подобного комплекса ферментов, были отобраны Coprinus macrorhizus f. microsporus, С. radians, С. micaceus, Dae-daliopsis styracina и Irpex lacteus (Kawai, 1970). Наиболее активные продуценты этого комплекса, содержащего глюканазы, манна-назы, хитиназу, целлюлазы и протеазу, — Coprinus macrorhizus f. microsporus и С. radians — были способны гидролизовать протеины, глюканы, маннаны и хитин.

Активно гидролизующий хитин дождевик — Lycoperdon perla-tum — образует энзимный комплекс, растворяющий оболочки-дрожжей (Musilkova et al., 1975а, б). Препарат этого комплекса как из природных плодовых тел, так и иэ энзимного концентрата» полученного при росте мицелия в погруженной культуре, полностью1 заменяет энзиматически активный препарат из улитки Helix ро-matia.

Ферменты, участвующие в синтезе олиго- и полисахаридов, относятся к синтетазам и включают обычно в качестве кофакторов уридиловые, реже гуаниловые нуклеотиды. При исследований, хлорнокислых экстрактов из мицелия грибов в них обычно обнаруживается при хроматографическом разделении большое количество таких нуклеотидов, как уридиндифосфатглюкоза (УДФГ) и уридиндифосфатацетилглюкозамин (УДФАГ),— переносчиков мономеров глюкозы и ацетилглюкозамина (Крицкий, 1965; Мансурова, 1966).

Синтетаза специфичного для грибов дисахарида трегалозы или микозы с рациональным названием УДФ-глюкозо-О-глюкозо-б-фосфат-1-глюкозилтрансферазы была обнаружена у гриба-слизевика Dictyostelium d

страница 34
< 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
(24.08.2019)