Биологический каталог




Физиология и биохимия грибов

Автор З.Э.Беккер

ктивирующим плазминоген эффектом. Все остальные фракции с ИЭТ от 3,7 до 10,0 также были способны к фибринолизу, хотя и с большей примесью казеинолити-ческого действия, и содержали по 2—3 компонента, но оптимальное рН лежало для всех в одном диапазоне от 8,0 до 9,0 (Степанова, 1977).

Довольно глубоко изученным оказался также протеолитический и фибринолитический фермент из Torula Способность активно продуцировать протеолитические ферменты у грибов очень развита, что можно видеть из исследований (Егоров и др., 1971; Прудлов и др., 1972), в которых была обнаружена эта активность у 48 штаммов из полученных 59 (около 81%), относящихся к родам Cladosporium, Fusarium н Alterneria. При этом протеазы из Fusarium solani, F. graminearum, Alternaria geophila и Alternaria sp. 62 представляли собой комплексы ферментов с фибринолитической и тромболитической активностью в нейтральной и щелочной зонах рН (Егоров и др., 1972).

Из приведенного здесь перечисления можно видеть, что мик-ромицеты являются очень перспективными источниками фибрино-литических ферментов для применения в медицине. Они слабо токсичны и многие из них (трихолизин, террилитин, браназа и аспергиллин) проходят в настоящее время клинические испытания, а «Аспергиллин О» давно уже является промышленным препаратом, применяемым в медицине США.

3. Окислительно-восстановительные ферменты и дыхательные цепи грибов

Реакции, производимые большинством из окислительно-восстановительных ферментов, являются крайне необходимыми для основного обмена грибов, поскольку они участвуют как в получении необходимой для синтетических процессов* энергии, так и в подготовке исходных субстратов для этих синтезов, например, в форме восстановления нитратов или сульфатов. Вследствие их интимного участия в построении клеток они чаще бывают эндоэнзимами и имеются у всех грибов,

Окислительные энзимы делятся на: 1) дегидрогеназы, действующие по пути, установленному Виландом с отнятием от субстрата водорода, и 2) оксидазы, действующие, согласно теории Вар-бурга, через присоединение к субстрату кислорода. Однако это различие нельзя считать принципиальным, поскольку существуют дегидрогеназы, связывающие кислород, а роль большинства окси-даз сводится только к переносу электронов путем изменения валентности входящего в их состав металла. Кроме того, большинство из этих ферментов в восстановленном состоянии действуют как редуктазы (оксидоредуктазы).

Дегидрогеназы в большинстве случаев имеют в качестве ко-ферментов или простетических групп никотинамид или флавины в форме НАД, НАДФ, ФМН или ФАД. В случае НАД-дегидрогеназ вторым кофактором большей частью бывает Zn2+, а вторым компонентом органической простетической группы — аденин, как в никотинадениндинуклеотиде. Аденин является также вторым компонентом флавинадениндинуклеотида.

Наилучшим образом изучены дегидрогеназы дрожжей и некоторых плесневых грибов, в особенности Aspergillus niger. Триозо-фосфатдегидрогеназы дрожжей и A. niger обычно содержат в качестве второго кофактора Zn2+, например, представляющая собой однокомпонентный белок глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа, алкоголь — дегидрогеназа, фосфофруктокиназа и ряд других дегидрогеназ, участвующих в гликолитических путях ЭМП и ГМФ, как альдолаза и 6-фосфоглюконатдегидрогеназа (Bertrand, de Wolf, 1958; Wacker et al., 1958). Необходимость цинка для действия этих энзимов доказывается подавлением активности фермента 1 : 10 фенантролином. При присоединении двух молекул ингибитора к одному атому Zn2+ энзим инактивируется необратимо. В алкогольдегидрогеназе одна молекула ферментного белка комбинируется с четырьмя атомами цинка. Содержащие цинк дегидрогеназы подавляются многими факторами, например, фенантро-лин связывает цинк, Р-хлормеркурбензоат и Ag2+ — активные SH-группы, мочевина — ферментный белок.

Участие в действии таких ферментов в качестве кофакторов НАД и НАДФ было доказано также с помощью гистохимических методов, основанных на образовании формазана из нитросинего тетразолия при инкубации с НАД или НАДФ и с соответствующим субстратом дрожжевых грибов Paracoccidioides brasiliensis и Saccharomyces cerevisiae (Reiss, 1967). В случае Saccharomyces cerevisiae исследовалось этим способом наличие НАДФ-пирид-оксинфосфатдегидрогеназы, трансформирующей пиридоксинфос-фат в пиридоксальфосфат. При этом помимо установления специфичности этой реакции путем подтверждения эффективности действия всех обнаруженных биохимическими методами ингибиторов (хлормеркурбензоат и антагонист пиридоксина 4-деоксипиридок-син-HCl) было отмечено отсутствие связи этого фермента с митохондриями. С помощью введения акцепторов электронов (дихлор-фенолиндофенола или трифенилтетразолиумхлорида, ТТХ) было установлено наличие двух энзимов — НАДН2- дегидрогеназы и ал-когольдегидрогеназы у базидиомицета Oudemansiella mucida, причем дегидрогеназа НАДН2 оказалась промежуточным переносчиком электронов в дыхательной цепи этого гриба. В случае окисления исходных субстратов с гидрофобными свойствами часто роль промежуточного переносчика переходит к НАДФН2-дегидрогеназе, для формирования которой необходимо присутствие фосфорили-рующего НАД-энзима; НАД-киназы. Именно с формирования этого фермента начинается прорастание конидий Neurospora crassa, и максимум его накопления достигается уже через 30 мин от начала их инкубации в воде (Афанасьева и др?, 1982).

В начале интенсивного вегетативного роста гриба, при потреблении углеводов, активность НАД-кииазы сильно падает и снова нарастает при спаде интенсивности роста через сутки инкубации. С помощью электрофореза в полиакриламидном геле было обнаружено, что НАД-киназа у N. crassa присутствует в четырех формах субъединиц с разной молекулярной массой, из которых наиболее высокомолекулярные (I и II) характерны для конидий, а III форма с меньшей в 11,2 раза молекулярной массой преобладает в вегетативном мицелии (Афанасьева и др., 1982).

Дегидрогеназа, содержащая флавины, в частности глюкозоок-сидаза (fi-D-глюкоза: 02-оксидоредуктаза), содержащая ФАД, была впервые обнаружена Мюллером в отпрессованном соке из Aspergillus niger еще в 1926 г. В дальнейшем она была установлена у A. oryzae, Penicillium notatum, P. chrysogenum, дрожжей и ряда других грибов (Андеркофлер, 19636). Этот фермент, окисляющий глюкозо-6-фосфат в 6-фосфоглюконат, наряду с 6-фосфо-глюконатдегидрогеназой был найден также у различных видов Phytophthora (Clare, Zentneyer, 1966). Из других дегидрогеназ в прорастающих спорах Puccinia recondita обнаружена дегидрогеназа яблочной кислоты (Macko, Novacky, 1966), а в спорах гри-бов-трутовиков Trametes versicolor и Phellinus igniarius — флавин-содержащая ксилозооксидаза. К числу флавиновых дегидрогеназ относится также сукцинатдегидрогеиаза. Участие флавиновой системы в дыхательной цепи было также обнаружено у базидиоми-цета Oudemansiella mucida, а флавинсодержащие галактозоокси-даза и глюкозооксидаза у Polystictus circinatus. Флавиновые энзимы О. mucida типа глюкозо-2-оксидазы оказались способными окислять моносахариды в соответствующие им гексозулозы, например 0-арабино-2-гексозулозу (Vole et al., 1978, 1980).

Оксидазы не все способны самоокисляться с присоединением кислорода, как это должно быть исходя из теории Варбурга. Ферменты этого типа скорее можно обобщить, исходя из структуры их простетических групп, которые в подавляющем большинстве случаев представляют собой порфирины со строением гема, составленного из четырех пиррольных фрагментов (рис. 6.13). Азотные компоненты гема способны высвобождать валентности, могущие удерживать в центре этой структуры какой-либо металл. Примером типа такой структуры может служить строение протопорфи-рина IX (рис. 6.14). Наиболее типичны среди них цитохромы, содержащие железо, осуществляющее реакцию переноса электронов типа

FP2+- » FP3+

?fe

Биосинтез порфиринов (рис. 6.15) исходит из глицина и сукци-нилкоэнзимаА, причем при декарбоксилировании и отнятии воды на первом этапе получается 8-аминолевулиновая кислота. При дальнейшей циклизации получается порфобилиноген, из четырех фрагментов которого формируется уропорфиринШ. Четвертый; этап биосинтеза состоит в потере уропорфириномШ четырех молекул СОг с трансформацией его в копропорфириногенШ, который, теряя еще две молекулы СОг и окисляясь, превращается в протопорфириноген1Х. Дальнейшее его окисление с потерей четырех атомов водорода приводит к образованию протопорфирина1Х.

У головневых грибов в синтезе цитохромов, видимо, принимает участие цинк, что видно на примере Ustilago sphaerogena, резко повышающего продукцию цитохрома в присутствии повышенных доз цинка. То, что цинк участвует при этом в синтезе белкового компонента энзима, можно видеть из результатов внесения одновременно с цинком специфичного ингибитора и-РНК актиномици-на D, который полностью подавляет синтез цитохрома у Ustilago sphaerogena (Brown et al., 1966). Наиболее подробно цитохромы изучались у дрожжей, однако с помощью спектрофотометрии они также были обнаружены у очень большого ряда гифообразующих грибов из всех классов (Lindenraayer, 1965).

В настоящее время у грибов известно восемь видов оксидаз са строением цитохромов, относящихся к трем из четырех известных типов структур этих ферментов. У них встречаются цитохромы а, аь аз, bt bly b2y с и сх. Не обнаружен у грибов только встречающийся у бактерий цитохром типа d.

соон

сн,

сн2

COSKOA СукцинилКок

CH2NH2

СООН Глицин

н

страница 36
< 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)