Роль базидиомицетов в биоценозе леса и биологически активные вещества, продуцируемые ими

 

THE ROLE OF BASIDIOMYCETES IN THE BIOCOENOSIS OF A FOREST AND BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS, PRODUCED BY BASIDIOMYCETES

 

Хабибрахманова В.Р., Сысоева М.А., Никитина С.А., Носов А.И.

(КНИТУ, г. Казань, РФ)

Habibrahmanova V.R., Sisoeva M.A., Nikitina S.A., Nosov A.I. (Kazan National Research Technological University)

 

Описаны уникальные возможности базидиомицетов по деградации древесины, способствующие этому процессу факторы, и открывающиеся возможности по биосинтезу биологически активных веществ

Unique capability of basidiomycetes to digest wood, favouring factors and opening opportunities to produce biologically active compounds are described

 

Ключевые слова: базидиомицеты, деградация древесины, биологически активные вещества

Keywords: basidiomycetes, digestion of wood, biologically active compounds

 

Деревья занимают определяющее место в биоценозе леса. Большая часть его биомассы приходится на биомассу деревьев, в том числе мёртвых. Древесина, являясь трудно перерабатываемым субстратом, может после смерти дерева длительное время не подвергаться биологической деградации, что замедляет круговорот углерода в биоценозе леса. В утилизации живой и мёртвой биомассы деревьев участвует ряд организмов. К ним относятся членистоногие, бактерии, мхи. Однако данные организмы как источник питания используют преимущественно кору и заболонь деревьев, и не способны к полной утилизации древесины [1]. Способностью к полной утилизации древесины обладают только мицелиальные грибы. Это обусловлено тем, что грибы – единственные организмы, обладающие ферментативной системой для полного окисления лигнина до углекислого газа и воды, на долю которого приходится 18-30% сухой массы древесины. Гифальная организация грибов также способствует этому процессу [2, 3].

Среди царства грибов наиболее активными биотрансформаторами древесины являются базидиомицеты, ввиду наличия наиболее активной ферментативной системы для окисления лигнина [4]. Базидиомицеты, обладая способностью использовать в качестве источника питания все компоненты древесины (целлюлозу, гемицеллюлозу, лигнин), синтезируют и накапливают вторичные метаболиты широкого ряда, многие из которых можно использовать как биологически активные вещества (БАВ).

К таким БАВ относятся гетероциклические соединения (флазин из Suillus granulatus, проявляющий активность против ВИЧ), поликетиды (феллигридины из Phellinus igniarius, проявляющие цитотоксическую активность против раковых клеток человека) [5], стероидные соединения (пероксид эргостерола из Ganoderma applanatum, ингибирующий альдозредуктазы) [6], терпеноиды (саркодонины из Sarcodon scabrosus, оказывающие стимулирующий эффект на синтез фактора роста нервных клеток, ланостерол из Inonotus obliquus) [5, 7], ароматические углеводороды (терфенилы из Thelephora ganbajun, обладающие антиоксидантной активностью) [5], пигменты (меланин из Inonotus obliquus, обладающий противораковой и антиоксидантной активностями) [8, 9] и другие.

Количество препаратов на основе БАВ грибов, выпускающихся в промышленном масштабе невелико, т.к. испытания активности большинства известных БАВ на людях пока не проводились. Налажен выпуск препаратов на основе экстракта чаги, полисахаридов лентинана из Lentinus edodes, крестина из Trametes versicolor, шизофиллана из Schizophyllum commune. Это связано тем, что данные препараты обладают высокой противоопухолевой и иммуномодулирующей активностями, что подтверждено клиническими испытаниями [10, 11].

Современные методы анализа (ВЭЖХ, масс-спектроскопия, ЯМР, ПМР) позволяют в короткие сроки установить структуру и изучить физиологические свойства новых БАВ, полученных из базидиомицетов. А т.к. природные БАВ переносятся организмом человека значительно лучше их синтетических аналогов, то можно ожидать усиления позиции БАВ грибов на рынке лекарственных препаратов.

 

Список использованных источников

1. Pearce R.B. Antimicrobial defences in the wood of the living trees / R.B. Pearce // New Phytologist. – 1996. – 132(2). – P. 203-233.

2. Singh Arora D., Kumar Sharma R. Ligninolytic fungal laccases and their biotechnological applications / D. Singh Arora, R. Kumar Sharma // Applied biochemistry and biotechnology. – 2010. – 160(6). – P. 1760 -1788.

3. Евстигнеев Э.И. Химия древесины: учебное пособие / Э.И. Евстигнеев. – СПб: Издательство Политехнического университета, 2007 – 148 с.

4. Baldrian P. Fungal laccases - occurrence and properties / P. Baldrian // FEMS microbiology reviews. – 2006. – 30(2). – P. 215-242.

5. Zhong J.-J., Xiao J.-H. Secondary metabolites from higher fungi: discovery, bioactivity, and bioproduction / J.-J. Zhong, J.-H. Xiao // Advances in biochemical engineering/biotechnology. – 2009. – Vol. 113. – P. 79-150.

6. Constituents from the fruiting bodies of ganoderma applanatum and their aldose reductase inhibitory activity / S.-H. Lee [et al.] // Archives of pharmacal research. – 2006. – 29(6). – P. 479-483.

7. Ловягина Е.В., Шиврина А.Н. Характеристика древоразрушающих грибов по содержанию в них стероидноых соединений / Е.В. Ловягина, А.Н. Шиврина // Кормовые белки и физиологически активные вещества для животноводства: сб. науч. трудов. - М.Л.: Наука, 1965. - С 59-64.

8. Исследование золя водных извлечений чаги. IV. Антиоксидантная активность. Влияние способа извлечения и применение комплексонов, гидроокиси натрия / М.А. Сысоева [и др.] // Химия растительного сырья. – 2005. - №1. – С. 41-47.

9. Берёзина М.П. Влияние чаги на развитие привитой саркомы МОП у крыс / М.П. Берёзина, П.К. Булатов, Ф.Я. Вандышева // Чага и ее лечебное применение при раке IV стадии: сб. науч. трудов. – Л.: Медгиз, 1959. - С. 119-126.

10. Wasser S.P. Medicinal mushrooms as a source of antitumor and immunomodulating polysaccharides / S.P. Wasser // Applied Microbiology and Biotechnology. - 2002. - Vol. 60. - P. 258-274.

11. Булатов П.К. Клинические наблюдения больных раком IV стадии при лечении чагой / П.К. Булатов // Чага и ее лечебное применение при раке IV стадии: сб. науч. трудов. – Л.: Медгиз, 1959. - С. 261-270.