Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Биосинтез нафтокинонов и цианидрезистентное дыкание в ответе микроскопический грибов (Fusarium, VerticiIlium u Yarrowia) на стрессовые воздействия

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Биосинтез нафтокинонов и цианидрезистентное дыкание в ответе микроскопический грибов (Fusarium, VerticiIlium u Yarrowia) на стрессовые воздействия

Количество страниц	164

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	25194.doc

Содержание	Содержание ОГЛАВЛЕНИЕ Список сокращений ...1 I. ВВЕДЕНИЕ 1.1. Актуальность проблемы...2 1.2. Состояние вопроса...4 1.3. Цель и задачи исследования...6 1.4. Научная новизна...7 1.5. Практическая значимость...8 1.6. Апробация работы...8 II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Глава 1. Нафтохиноновые метаболиты грибов 1.1. Распространение нафтохинонов ...10 1.2.Условия биосинтеза нафтохинонов...30 1.3. Биологическая активность нафтохинонов...33 1.4. Механизм токсического действия нафтохинонов...35 Глава 2. Цианидрезистентная альтернативная оксидаза грибов и растений 2.1. Свойства альтернативной оксидазы...38 2.2. Регуляция активности альтернативной оксидазы...40 2.3. Индукция альтернативной оксидазы у грибов и растений...42 2.4. Сигналы, регулирующие экспрессию альтернативной оксидазы...46 2.5. цАМР и Са2+как вторичные мессенжеры в экспрессии альтернативной оксидазы...48 2.6. Активность альтернативного пути in vivo...51 2.7. Физиологическая роль альтернативной оксидазы...55 III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Глава 3. Материалы и методы исследования 3.1. Микроорганизмы и условия выращивания...61 3.2. Выделение и идентификация пигментов...61 3.3. Выделение митохондрий...62 3.4. Получение субмитохондриальных частиц (СМЧ...62 3.5. Получение микросомальной и растворимой фракции (РФ, диафораза) клеток...:...63 3.6. Определение активности дыхания...63 3.7. Получение субклеточных фракций из проростков гороха...63 3.8. Определение супероксидного радикала...64 3.9. Определение супероксиддисмутазной активности...65 3.10. Определение каталазной активности...65 3.11. Определение перекиси водорода...65 3.12. Определение фосфорилирующей активности и дыхательного контроля митохондрий...66 3.13. Экстракция и определение адениновых нуклеотидов...66 3.14. Определение феррианидредуктазной активности...67 3.15. Определение цАМФ...67 3.16. Определение глюкозы...67 3.17. Определение белка...68 3.18. Определение кинетических параметров...68 IV. РЕЗУЛЬТАТЫ Глава 4. Нафтохиноновые метаболиты 4.1. Биосинтез нафтохинонов грибами ...69 4.1.1. Влияние рН среды культивирования...69 4.1.2. Лимитирование роста источником азота и фосфора...73 4.1.3. Влияние ингибиторов переноса электронов и фитоалексинов на биосинтез пигментов...74 4.1.4. Пигментообразование и дыхательная активность гриба в условиях окислительного стресса...78 4.2. Биологическая активность нафтохинонов...83 4.3. Механизм антибиотического действия нафтохиноновых пигментов...85 4.3.1. Действие на бактерии...85 4.3.2. Влияние нафтохинонов на клетки дрожжей...89 4.4. Фитотоксическое действие нафтохинонов...92 4.5. Влияние нафтохинонов на метаболизм продуцента...96 4.6. Устойчивость гриба F. decemcellulare к собственным нафтохинонам...102 Глава 5. Альтернативная оксидаза. 5.1. Локализация альтернативной оксидазы в митохондриях...113 5.2. Активация альтернативной оксидазы нуклезидмонофосфатами...121 5.3. Регуляция активности альтернативной оксидазы в митохондриях...129 5.4. Дыхательная активность и содержание адениновых нуклеотидов в клетках Y. lipolytica в процессе развития цианидрезистентного дыхания...137 5.5. Содержание цАМФ в клетках дрожжей в процессе индукции альтернативной оксидазы...143 Глава 6. Обсуждение результатов...148 V. ВЫВОДЫ...162 VI. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...164 Введение Список сокращений АДФ - аденозин дифосфат АМФ - аденозин монофосфат цАМФ - циклический аденозин монофосфат АТФ - аденозин трифосфат Азолектин - фофатидилхолин 20% из бобов сои АФК - активные формы кислорода БГК - бензгидроксамовая кислота, ингибитор альтернативной оксидазы БСА - бычий сывороточный альбумин ВТМ - вирус табачной мозаики ДНФ - 2,4 динитрофенол, разобщитель окислительного фосфорилирования ДОХ - дезоксихолат ДХФИ - дихлорфенолиндофенол НАДН - никотинамидаденин динуклеотид восстановленный НАД4 - никотинамидаденин динуклеотид окисленный НАДФН - никотинамидаденин динуклеотидфосфат восстановленный НАДФ+ - никотинамидаденин динуклеотидфосфат окисленный мито - митохондрии РФ - растворимая фракция СГК - салицилгидроксамовая кислота, ингибитор альтернативной оксидазы СК - салициловая кислота СМЧ - субмитохондриальные частицы ТРР - тиамин пирофосфат ТТФА - теноилтрифторацетон ТФКФ - трифторметоксикарбонилцианидфенилгидразон ЭДТА - этилендиаминтетраацетат ЯМР - ядерный магнитный резонанс Введение 1.1. Актуальность проблемы Микроорганизмы, в отличие от высших организмов, ограничены в выборе своего микроокружения. Но они реализуют потенциальную возможность включать специальные реакции в ответ на изменения окружающей среды, что обеспечивает им выживание и конкурентоспособность по отношению к другим организмам. В природе выживание под действием стрессовых факторов - достаточно распространенный факт. Однако механизмы адаптации и способы выживания грибов до настоящего времени остаются недостаточно изученными. В широком понимании к неблагоприятным факторам, вызывающим стрессы, относят те воздействия, которые приводят к снижению или ингибированию роста. По данным литературы, к таким факторам относят следующие: недостаток элементов питания, использование несбраживаемых источников углерода и энергии, активные формы кислорода, не оптимальные температура, рН, ионная сила, наличие ионов тяжелых металлов, высокая концентрация этанола, высушивание, воздействие токсических метаболитов растительного, микробного и антропогенного происхождения. Под действием стрессовых факторов в клетках грибов может происходить изменение внутриклеточных сигналов (вторичные мессенжеры). Эти сигналы прямо или опосредованно действуют на экспрессию генов, что, в свою очередь, может приводить к изменению ферментного аппарата, проявлением которого является биосинтез вторичных метаболитов, развитие нечувствительности к метаболитам, образуемым другими организмами, изменение переносчиков дыхательной цепи митохондрий, клеточная дифференцировка и др. Исследование адаптационных механизмов микроорганизмов представляется особенно актуальным, поскольку именно в стрессовых условиях они способны осуществлять процессы, важные для человека, такие как детоксикация вредных соединений, синтез и накопление различных метаболитов (антибиотиков, токсинов, пигментов и др.). Изучение ответных реакций микроорганизмов на воздействие стрессовых факторов важно для решения многих проблем, в том числе и вопросов, касающихся взаимодействия грибов с другими видами в природных и искусственных экосистемах. Наличие высокой конкуренции в процессе межвидового взаимодействия в природном окружении привело к появлению у грибов специфических механизмов, повышающих их способность к выживанию(Великанов и Сидорова, 1980). Типичным примером такого взаимодействия могут служить взаимоотношения фитопатогенных грибов и растений (Ebel and Mithofer, 1998). Известно, что инвазия фитопатогенных грибов в растительную клетку приводит к ответным (защитным) реакциям, включающим синтез активных форм кислорода (супероксидрадикалы, Ог" и Н2О2), цианогенных и серу-содержащих гликозидов (при гидролизе которых происходит образование цианида и fyS, ингибирующих дыхательную цепь), фитоалексинов и гидролитических ферментов. Грибы, в свою очередь, способны адаптироваться к этим воздействиям различными способами. Так, в ответ на воздействие оксидантов, они (как и многие другие организмы), способны повышать синтез каталазы, супероксиддисмутазы и др., или метаболитов, участвующих в детоксикации активных форм кислорода (восстановленный глютатион, НАД(Ф)Н и др. В качестве защитной реакции грибы в стрессовых условиях могут осуществлять синтез различных, аутооксидабельных соединений нафтохиноновой природы. Нафтохиноновые пигменты широко распространены в живой природе и обнаружены не только у грибов (Thomson, 1971; Medentsev and Akimenko, 1998)., но и высших растений и актиномицетов (Thomson, 1971). Актуальность исследования нафтохиноновых пигментов грибов обусловлена тем, что эти соединения обладают широким спектром биологического действия, включая фитотоксическое, инсектицидное, антибиотическое и фунгицидное (Kern, 1978; Baker et al, 1990). Кроме того, некоторые из нафтохинонов проявляют цитостатические и антиканцерогенные свойства (Kurobane et al, 1986; Osorio et al, 2003). Тем не менее, в настоящее время для большинства вторичных метаболитов грибов не известен механизм их токсического действия. Не существует также общепринятой точки зрения о физиологической роли вторичных метаболитов для продуцентов. У микроорганизмов в зависимости от условий культивирования обнаружено наличие множественных форм терминальных оксидаз, среди которых у грибов особое место занимает цианидрезистентная альтернативная оксидаза, катализирующая перенос электронов от восстановленного убихинона (коэнзима Q) на кислород в обход основной цитохромной дыхательной цепи. Актуальность изучения цианидрезистентного дыхания определяется, прежде всего тем, что это явление носит общебиологический характер. Альтернативная оксидаза обнаружена у простейших одноклеточных представителей животного мира, высших и низших растений, грибов (Siedow and Umbach, 1995; Меденцев с соавт., 1999; Veiga et al, 2003).. Несмотря на определенные успехи в изучении альтернативной оксидазы на молекулярном уровне, ее физиологическая роль остается неясной. 1.2. Состояние вопроса Взаимодействие грибов с другими организмами в экосистемах определяется многими факторами, в том числе способностью микроорганизмов выделять в окружающую среду вещества, оказывающие влияние на развитие других видов. Такие метаболиты, названные аллелотическими, играют важную роль в адаптации видов, формировании и функционировании сообществ (Великанов и Сидорова, 1980). К аллелотическим соединениям относят широкий круг метаболитов первичного и вторичного обмена, включая как простые соединения (органические кислоты, сахара и т.д.), так и сложные (антибиотики, токсины, гормоны и т.п.), являющиеся ингибиторами и стимуляторами обмена. Ответная реакция грибов, проявляющаяся в биосинтезе вторичных метаболитов, является одним из наиболее распространенных ответов на действие различных стрессовых факторов. Среди вторичных метаболитов особое место занимают пигменты грибов, включая каротиноиды, меланины и хиноидные соединения. Для каротиноидов и меланинов, играющих важную экологическую роль, предположены и доказаны следующие функции: защита от абиотических факторов (ультрафиолет, радиация, высушивание и т.п.), защита клеточной стенки от лизиса ферментными системами других организмов, повышение механической прочности гиф и др. (Великанов и Сидорова, 1980). Что касается хиноновых пигментов грибов, то их экологические функции изучены недостаточо. К началу нашего исследования, работы, связанные с изучением нафтохинонов у грибов, имели прикладной характер и заключались в получении (наработке) пигментов в количествах, необходимых для изучения их структуры. На данный момент установлена структура более 100 нафтохиноновых метаболитов, продуцируемых 63 видами грибов (Medentsev and Akimenko, 1998). Как привило, в исследованиях по биосинтезу пигментов для выращивания грибов использовались богатые органические среды со сложным и не определенным составом. Природа фактора, вызывающего синтез нафтохинонов, оставалась неизвестной. Оставались нерешенными также вопросы о механизме токсического действия нафтохинонов и устойчивости грибов к собственным метаболитам. Эти аспекты важны для выяснения физиологической роли синтезируемых пигментов. Появление цианидрезистентного дыхания у грибов отмечено при воздействии различных стрессовых факторов, включая окислительный стресс, тепловой шок, добавление ингибиторов дыхания (цианид, антимицин А), переход в стационарную фазу роста, обусловленный исчерпанием глюкозы, выращивание на этаноле, цитрате, пирувате (Меденцев с соавт, 1999). Альтернативная оксидаза локализована во внутренней мембране митохондрий и не чувствительна к цианиду, азиду, антимицину А, миксотиазолу и СО. Перенос электронов по альтернативному пути специфически ингибируется производными бензгидроксамовой кислоты (БГК). Альтернативный путь ответвляется от основной дыхательной цепи на уровне убихинона (Storey, 1976). Перенос электронов непосредственно по альтернативному пути не сопряжен с запасанием энергии в доступной для клетки форме. Продуктом восстановления кислорода цианидрезистентной оксидазой является вода, а не супероксид радикал или Н2О2. Сродство альтернативного пути к кислороду (Кт >1,0 мкМ) значительно ниже, чем у цитохромоксидазы (Кт < 0,1 мкМ) (Moore and Siedow, 1991). Несмотря на определенные успехи в изучении свойств цианидрезистентной оксидазы (в основном на высших растениях), ее физиологическая роль для клетки остается не выясненной (Wagner and Moore, 1997). Вывод о физиологической значимости альтернативной оксидазы должен основываться на ее способности поддерживать определенные жизненно важные процессы. Для этого необходимо достоверно показать ее участие в метаболизме. У эукариот развитие цианидрезистентного дыхания отмечено в условиях нарушения переноса электронов по цитохромному пути (Акименко, 1981;). На это указывают данные по выращиванию грибов в присутствии ингибиторов дыхания -цианида или антимицина А, а также выращивание в присутствии ингибиторов митохондриального белкового синтеза (левомицитин, эритромицин, этидий бромид), нарушающих синтез переносчиков электронов в дыхательной цепи. Мутации, связанные с нарушением синтеза цитохромов также индуцировали появление альтернативной оксидазы. В этих случаях альтернативная оксидаза выполняет компенсаторную функцию, являясь единственной оксидазой, поддерживающей рост и развитие дрожжей и грибов. Появление альтернативной оксидазы у Yarrowia lipolytica отмечено при переходе из логарифмической фазы роста в стационарную, вызванном исчерпанием глюкозы. В этом случае альтернативная оксидаза существует в митохондриях одновременно с полноценной цитохромной цепью и ее роль для клетки остается непонятной. Остается нерешенным также вопрос о факторах регулирующих ее активность в клетке и механизме распределения электронов между альтернативной оксидазой и цитохромным путем переноса электронов. 1.3. Цель и задачи исследования Цель данной работы состояла в исследовании ответных реакций грибов на стрессовые воздействия, а именно: изучение биосинтеза и роли вторичных метаболитов (нафтохинонов) у грибов и выявление факторов, контролирующих появление и активность альтернативной цианидрезистентной оксидазы. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: 1. Определить качественный и количественный состав синтезируемых нафтохинонов грибами родов Fusarium и Verticillium в зависимости от вида стрессовых воздействий, включая окислительный стресс, экстремальные значения рН, лимитирование роста источниками азота и фосфора, воздействие ингибиторов дыхания (антимицин А, цианид) и некоторых фитоалексинов. 2. Изучить механизм антибиотического и фитотоксического действия нафтохинонов. 3. Исследовать механизмы устойчивости гриба Fusarium decemcellulare к действию собственных токсических метаболитов. 4. Определить факторы, контролирующие появление цианидрезистентной альтернативной оксидазы у грибов. Изучить изменение дыхательной активности и содержания адениновых нуклеотидов у грибов при появлении цианидрезистентного дыхания. 5. Исследовать механизм регуляции активности альтернативной оксидазы у грибов и определить факторы, контролирующие ее вклад в общее дыхание клеток. 6. Выяснить роль альтернативной цианидрезистентной оксидазы в поддержании роста грибов и процесса биосинтеза нафтохиноновых пигментов. 1.4. Научная новизна работы Изучены ответные реакции грибов на действие различных стрессовых факторов. Впервые показано, что прекращение роста грибов рода Fusarium и Verticillium при воздействии таких стрессовых факторов, как экстремальные значения рН, недостаток источников азота, фосфора, окислительный стресс, добавление ингибиторов дыхания (антимицин А, цианид) сопряжено с биосинтезом нафтохинонов. Среди выделенных и идентифицированных 13-ти метаболитов обнаружено 3 новых соединения, структура которых установлена с помощью физико-химических методов. Определены факторы, регулирующие качественный состав синтезируемых нафтохинонов. Впервые показано, что, в зависимости от условий культивирования, гриб F. decemcellulare синтезирует внеклеточные нафтохиноны нафтазариновой структуры или внутриклеточный димерный нафтохинон - аурофузарин. Установлено, что основным фактором, определяющим природу конечного продукта, является рН среды культивирования. Обнаружено, что некоторые защитные метаболиты растений — фитоалексины (госсипол, кверцетин, кумарины), подавляют биосинтез пигментов. Изучен механизм антибиотического и фитотоксического действия нафтохинонов. Впервые показано, что в основе этого механизма лежит «хиноновый редокс-цикл», в котором нафтохиноны в качестве аутооксидабельных соединений, при участии флавин-зависимых дегидрогеназ, катализируют в клетках растений, грибов и бактерий окисление НАД(Ф)Н с образованием активных форм кислорода (супероксидрадикал, Н2О2) и радикальных форм самих пигментов, обладающих мощным цитотоксическим действием. Впервые изучен механизм устойчивости гриба-продуцента к собственным нафтохинонам. Установлено, что основу защитного механизма составляет реакция деметилирования 7-метокси-группы хинонового кольца нафтохинонов, в результате чего нафтохиноны утрачивают способность акцептировать восстановительные эквиваленты с флавиновых НАД(Ф)Н-зависимых дегидрогеназ. Кроме того, в присутствии собственных нафтохинонов у грибов-продуцентов увеличивается активность супероксиддисмутазы и каталазы, основных ферментов против окислительного стресса. Показано, что в условиях окислительного стресса, а также в присутствии ингибиторов дыхания (антимицина А) у гриба F. decemcellulare наблюдается появление цианидрезистентного дыхания (альтернативной оксидазы). Альтернативная оксидаза в этих условиях выполняет функцию единственной терминальной оксидазы, 8 обеспечивающей рост гриба и биосинтез нафтохинонов. Показано, что у Yarrowia lipolytica альтернативная оксидаза присутствует в митохондриях наряду с полноценной цитохромной цепью. Впервые изучен механизм распределения электронов между двумя путями окисления. Исследованы факторы регуляции и свойства альтернативной оксидазы. Установлено, что ее основная функция состоит в поддержании окислительной активности клеток в условиях нарушения переноса электронов по основному цитохромному пути. 1.5. Практическая значимость Полученные результаты вносят существенный вклад в представление о механизмах адаптации микроорганизмов к стрессовым условиям среды обитания и роли этих механизмов в эволюционных процессах. Представленные данные можно рассматривать не только как пример реакции биологической системы на неблагоприятные факторы внешней среды, но и как часть модельной системы взаимоотношений грибов с другими видами в природных экосистемах. Результаты исследования регуляции биосинтеза нафтохиноновых пигментов грибами могут быть использованы как основа при разработке эффективных технологий синтеза различных вторичных метаболитов (антибиотиков, пигментов и др.). Установлено, что некоторые нафтохиноны являются микотоксинами. Совместно с НИИ птицеводства (Украина, г. Харьков) проведено исследование состава зерна, пораженного грибами рода Fusarium, которое при скармливании курам — несушкам вызывало признаки синдрома ухудшения качества яйца, проявляющегося в снижении оплодотворяемости яйца и выводимости цыплят. Установлено, что проявление указанного синдрома обусловлено наличием в зерне димерного нафтохинона аурофузарина. Разработан метод анализа содержания аурофузарина в зерне. Результаты изучения биосинтеза нафтохинонов и их токсического действия могут использоваться при решении практических задач сельского хозяйства (контроль качества зерна). 1.6. Апробация работы Основные материалы диссертации были представлены и обсуждались на 2-м Международном Симпозиуме «Сверхсинтез микробных продуктов» (Прага, 1988), на 2-м съезде биохимического общества (Пущино, 1997), на Международном симпозиуме «Современные проблемы микробной биохимии и биотехнологии» (Пущино, 2000), на конференции «От современной фундаментальной биологии к новым наукоёмким технологиям». (Пущино, 2001), на Международной конференции «Проблемы загрязнения окружающей среды» (Волгоград - Пермь, 2001), на 3-й Международной конференции по Yarrowia lipolytica, «Биология клетки и биотехнология нетрадиционных дрожжей" (Дрезден, Германия, 2002), на 1-м Международном конгрессе европейских микробиологических обществ Любляна 2003, на 11-м Международном конгрессе по дрожжам (Рио де Жанейро, Бразилия, 2004). Исследования по теме диссертации были поддержаны грантом «Биотехнология защиты окружающей среды» и грантами РФФИ: «Роль фитоалексинов в развитии фитоиммунитета при взаимодействии грибов и растений (96-04-50222); «Развитие и условие функционирования цианидрезистентного пути окисления у дрожжей и грибов» (98-04-48148); «Адаптация фитопатогенных грибов к окислительному стрессу» (99-04-48872); «Изучение факторов, контролирующих активность цианидрезистентного пути окисления в митохондриях дрожжей» (01-04-48680). 1.7. Публикации Материалы диссертации представлены в более чем 40 публикациях, в том числе - 2 обзора и свыше 30 научных статей. 1.8. Благодарность Автор выражает искреннюю благодарность и признательность научному консультанту д.б.н., профессору В.К. Акименко за многолетнюю помощь и поддержку при выполнении этой работы; сотрудникам лаборатории анаэробного метаболизма микроорганизмов ИБФМ РАН, принимавших участие в проведении исследований, к.б.н. Головченко Н.П., к.б.н. Трутко СМ., к.б.н. Аринбасаровой А.Ю., лаборантам Казаковой М.Д. и Пайвиной З.В., ст. лаб. Смирновой Н.М. Особую благодарность выражаю сотрудникам ИБФМ РАН Баскунову Б.П., [Нефедовой М.Ю.,\| к.б.н. Сахаровскому В.Г. - за снятие масс-, ИК- и 'Н-ЯМР-спектров и их интерпретацию. 10 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Глава 1. Нафтохиноновые метаболиты грибов Известно, что взаимодействие организмов в экосистеме определяется многими факторами, в том числе способностью микроорганизмов синтезировать и выделять в среду вещества, способных оказывать влияние на развитие других видов. Такие метаболиты, названные аллелотическими, играют важную роль в адаптации видов, формировании и функционирования сообществ (Великанов и Сидорова, 1980). К аллелотическим соединениям относят широкий круг метаболитов первичного и вторичного обмена, включая как простые соединения (органические кислоты, спирты, сахара и т.д), так и сложные (антибиотики, токсины, гормоны и т.п.), являющиеся ингибиторами и стимуляторами обмена. В данном разделе обзора представлены данные по вторичным метаболитам грибов нафтохиноновой природы. 1.1. Распространение нафтохинонов Нафтохиноны широко распространены в природе и обнаружены у высших растений (Thomson, 1971), грибов (Thomson, 1971; Parisot et al, 1990) и актиномицетов (Pullen et al, 2003; Tanaka et al, 1975a,b). Интерес к данному классу соединений обусловлен тем, что они обладают широким спектром биологического действия, включая фититоксическое (Kern, 1978; Baker et al, 1981; Marcinkowska et al, 1982; Nemec et al, 1988)), инсектицидное (Kayser et al, 2003; Baggish and Hill, 2002; Claydon et al, 1977), антибактериальное (Paiva et al, 2003; Ball et al, 2001; Baker et al, 1990; Arnstein and Cook, 1947; Kern and Naef-Roth, 1967; Kurobane et al, 1986; Tatum et al, 1987; Werner et al, 1979; Balan et al, 1970)) и фунгицидное (Alves et al, 2003; Sasaki et al, 2003; Baker et al, 1990; Kern and Naef-Roth, 1967; Bell et al, 2003; Meazza et al, 2003; Chu and Ng, 2003). Кроме того, у некоторых из них обнаружены также цитотоксическое (Rao et al 2003; Osorio et al, 2003; Kessl et al, 2003; Yeo et al, 2002; Vogel et al, 1975) и антиканцерогенное (Kurobane et al, 1986; Tatum et al, 1987; Werner et al, 1979; Balan et al, 1970; Lown and Sim, 1976; Shucla et al, 1971) свойства. Тем не менее, как и для большинства вторичных метаболитов грибов, в настоящее время нет общепринятой точки зрения о физиологической роли нафтохинонов для продуцентов. На наш взгляд, именно высокая биологическая активность нафтохинонов в отношении микроорганизмов, 11 растений и других видов обуславливает их экологическое значение. В обзоре рассматриваются следующие вопросы. 1) Структурные формулы и физико-химические свойства известных в настоящее время нафтохинонов грибов (таблица 1). 2) Список грибов продуцентов нафтохиноновых пигментов (таблица 2). 3) Механизм биосинтеза и биогенетические взаимоотношения пигментов. 4) Биологическая активность и механизм действия пигментов. 5) Механизм устойчивости грибов к собственным метаболитам. Таблица 1. Структурные формулы и некоторые физико-химические свойства нафтохиноновых метаболитов грибов Нафтохиноны Некоторые физико-химические свойства 1. 6-метил-1,4-нафтохинон С11Н8О2 МW: 172 МР: 90-91 UV(EtOH): 249(4.39), 255.5(4.29), 342.5(3.44). IR(KBr): 1160, 1599. Источники: Marasmius graminum (Bendz, 1948). 2. Юглон c10H6°3 MW: 174 MP: 164-165 UV (EtOH): 249(4.09), 345sh(3.08), 422(3,56). IR(KBr): 1666,1645,1603. Источники: Verticillium dahliae (Stipanovic and Bell, 1977; Soga, 1976). 3.2-оксиюглон c10H6°4 MW: 1900 UV(CHCl3)(e ): 284(12100), 429(3500). (Me-HCI)( e): 282.5(6 9OO), 411 (2 3OO). (Me-ONa):261(141 OO),386( 16OO),47O(2100). 'н^МЯКСОз^СО]: 4.34(1 H), 6.27(1 H), 7.25-7.45(1 H), 7.60-7.81(2H), 12.7O(1H). Источники: Pyricularia oryzae (Yamagushi et al., 1983), V.dahllae (Bell et al, 1976), Cladosporium sp, Stemphylium (Жданова и соавт. 1985)._________ он о 4. 3-оксиюглон CI0H6O4 MW: 190.0 UV (СНС13)( е): 284(12 1ОО), 429(3 5ОО). •н-NMR t(CD3)2CO]: 4.34 (1Н), 6.27(1Н),7.25-7.45(Ш)> 7.60-7.81(2Н), 12.70(1Н). Источник: V.dahliae (Bell et al., 1976). 12 ОН О 5. Флавиолин с10н6°5 MW:206 MP: 164.5-168.5 UV (Et-HCI)( [ ]): 213(21500), 264(15000), 309(7300), 399(200), 450(2400). (Et-ONa): 284,5(23800), 63(6000),554(2200). IR(KBr):1592, 1385, 1240, IHS.'H-NMR [(CD3)2CO]: 6.15(1 H,s), 6.68(1 H,d),7.15( 1 H,d), 12.65(1 H,s) Источники: Aspergillus niger (McGovern and Bentley, 1975), A.citricus (Astil and Roberts, 1953), Foma vasabiae (Soga, 1976),Kda/t//ae(Belleta1, \976), Cladosporium sp, Stemphylium sp (Жданова и соавт., 1985).______________ 6. 6-этил-7метоксиюглон С13Н12°4 MW: 232.0 МР: 103-104 UV (МеОН): 262(4.56), 68sh(4.56), 426(4.01). IR (KBr): 2940, 1665, 1635, 1595. 'H-NMRtCDCty: l.O2(t,Me), 2.64(q,2H), 3.85(s,OMe), 6.73(s.2H), 7.05(s,lH), 12.10(s,OH). HcTO4H4K:Aspergillusparvulus (Knapp et al., 1979). OMe 7.2-метокси-3,6,8,-триокси- 1,4-нафтохинон СПН8О6 MW:236 MP:255 UV (EtOH)( e): 225(12600), 269.5(15300), 320(6 550), 384(3 140), 470sh(l 200). UV (Et-ONa):227,291, 374, 580. IR (KBr): 3360, 1650,1615. !H-NMR (DMSO,d6): 3.88(s,OMe), 6.50(s,H-Ar), 6.94(s,H-Ar), 12.20(s,OH). Источник: Cercospora melonis (Assante, 1977). C13H12°4 MW:232 MP: 116-117 UV (EtOH): 217(4.0), 287(4.17), 410(2.61) IR (KBr): 3360, 1660, 1625, 1615. Источники: Foma vasabiae (Soga and Iwamoto, 1980). 8.2-оки-6-метокси-3,5-диметил -1,4-нафтохинон ОН О MeO 9. 7-метил-спинохром В ОН CnHgO6 MW:236 MP:267 UV (EtOH): 272(4.33), 285sh, 322(3.99), 385(3.56), 485(3.26). IR (KBr): 3480, 1660,1620. Источники: Corynespora casiocala (Chimura et al, 1973). он о мео он 1O. 7-(3-окси-п-бутил1)-6-метил-спинохром В C15H16°7 MW:308 MP:202 UV (EtOH): 273(4.26), 286sh, 331(3.87), 400(3.44). IR (KBr): 3400, 1650,1610. Источник: Corinespora casiocala (Chimura et al, 1969). 13 ОМе НО О 1.2,7-диметокси-5-окси-6- этил1-1,4-нафтохинон С14Н14°5 MW:262 MP: 187 UV (МеОН): 221,256,262, 305, 422. IR(KBr): 1672, 1628, 1590. ^-NMRtCDCb): 1.13(t,Me),2.75(q,CH2), 3.92 (s,OMe), 4.00(s.OMe), 6.04(s,H-Ar), 7.30 (s,H-Ar), 12.50(s,OH). Источник: Hendersonula toruloidea (Howe and Moore, 1969). OMe MeO НО О 12.2,7-диметокси-6-(ацетоэтил)-юглон C16H16°7 MW:320 MP: 160-163 UV (MeOH): 220(4.51), 57sh(4.14), 263(4.15), 306(3.97), 425(3.55). IR(CCI4): 1742, 1690, 1632. Источники: Hendersonula toruloidea (Van Eijk and Roemans, 1978). ОН О 13. Момпаин C10H6O6 MW:222 MP:>300-decomp. UV (EtOH): 228(4.43), 272(4.06), 318(3.93), 486(3.75), 517(3.80). IR(KBr): 3240, 1660, 1625, 1602. H NMR(DMSO,d6): 6.31 (s,H-Ar), 6.3 l(s,H-Ar), 13.1 (s,2OH). VicTO4HHK:He(icobasidium mompa (Natori et al, 1965). ОН О 14.2,7-диметилнафтазарин cI2H10°4 MW: 194 MP: 125-126 UV (EtOH): 217(4.55), 280(3.30), 480(3.77), 510(3.79), 550(3.58). IR(KBr): 1611 Источник: Mollisia caesia (Bentley and Gatenbeck, 1965). ОН О 15. Моллизин c14H10°4cl2 MW:313 MP: 202-203 UV (EtOH): 259(4.26), 280(3.90), 420(3.52). IR(KBr): 1720,1649, 1618. 'H-NMR (CDCI3)( i 1): -2.05(OH), 2.81(H-Ar), 3.67(COCHC12), 7.58(CH-Ar), 7.84(CH-Q), 2.81(H-Q). Источники: Mollisia caesia, M.fallens (Bentley and Gatenbeck, 1965; Kurobane et al, 1980; Van der Kerkand Overeem, 1964). -(CH2)4- CHOH ОН О Me 16.2,5,7-триокси-3-(5- оксигексил)-1,4-нафтохинон C16H18°6 MW:306 MP: 166-168 UV(EtOH):214,263, 314,382, 460. IR (KBr): 3370, 1650-1630, 1340. 1H-NMR(acetone,D6): 1.09(s,Me), 1.04(2Me), 2.54(2H), 3.70(IH), 6.59(H-Ar), 7.06(H-Ar), 12.68(OH). Источники: Penicillium sp. (Kobayashi et al, 1987). 14 ОН (СН2) 2СОСН2СООН С17Н14°6 MW:346 Источники: TrichiaJloriformis (Kopanski et al, 1981) OH (CH2)4COCH2COOH он о 18. Гомотрихион C19H18°8 MW:374 Источники: Metatrichia vespasiarum (Kopanski et al, 1981). MeO О OH ОН О 19.2-ацетонил-3,5-диокси-7-метокси-1,4-нафтохинон. С14H j2О6 МW: 276 МР: 208 UV (ЕЮН): 208(4.4), 227(4.3), 272(4.2), 313(4.1), 380(3.7). IR(KCl): 3340,2980, 1705, 1635, 1610, JH-NMRtoyridine^): 2.30(s,Me), 3.70(s,OMe), 3.95(s,CH2), 6.70(d,H-Ar), 7.35(d,H-Ar),10.7(s,OH). Источник: Cylindrocarpon sp. (Coombe et al, 1972). OH OH ме OH OH 20. 1,4,5,8-тетраокси-3-этилнафтален-2,6- дион c12H10°6 MW:250 МР: 183-185 UV (MeOH): 217,241sh, 266,485sh, 517, 555. IR (KBr): 3527,3400,2968-2872, 1598, 1460. 'H-NMR^DC^): 1.23(t,3H,Me), 2.66(q,2H,CH2), 11.33(s,OH). Источник: Cetraria cucullata (Krivoshchekova et al, 1982). ОН О 21. Гомовентозин C15H14°7 MW:306 MP:180 decomp. UV (EtOH)( I J): 235(27000), 294(9 500), 505(8 000). IR(KBr): 1725, 1662, 1610, 1570. Источник: Haematomma ventosum (Brunn and Lamvik, 1971). C16H16°6 MP: 192-193 мео IR(KBr):3325,1678, 1650, 1607, 1572, 1567 1H-NMR(pyridine,d5)( 11): 2.61(d,lH), 3.18(d,lH), 4.9- 5.0(m,2H), 5.4(s,lH),6.17(s,3H), 6.21(s,3H), 6.86(m,IH), 7.33(m,lH),8.26(s,3H). Источник: Torula herbarum (Kadkol et al, 1971). 22. Гербарин

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	25194.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.