научная статья по теме УГЛЕВОДЫ ГЛУБИННОГО МИЦЕЛИЯ КСИЛОТРОФНЫХ БАЗИДИОМИЦЕТОВ Химия

Текст научной статьи на тему «УГЛЕВОДЫ ГЛУБИННОГО МИЦЕЛИЯ КСИЛОТРОФНЫХ БАЗИДИОМИЦЕТОВ»

ПРИКЛАДНАЯ БИОХИМИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ, 2004, том 40, № 6, с. 634-638

УДК 579.22.582.28

УГЛЕВОДЫ ГЛУБИННОГО МИЦЕЛИЯ КСИЛОТРОФНЫХ

БАЗИДИОМИЦЕТОВ

© 2004 г. В. В. Щерба, В. Г. Бабицкая

Институт микробиологии HAH Беларуси, Минск, 220141; e-mail:micomp@mbio.bas-net.by Поступила в редакцию 23.10.2003 г.

Установлено, что общее содержание углеводов в глубинном мицелии ксилотрофных базидиомице-тов находилось в пределах 34.66-57.57%. Свободные углеводы цитозоля клетки составляли 14.5228.64%, структурные - 20.14-32.70%. Изучен качественный состав углеводов, что позволило отнести структурные полисахариды к гетеро- и гомоглюканам с ß- и а-гликозидным типом связей.

Одна из актуальных задач современности - поиск новых источников сырья для получения лечебно-профилактических препаратов, биологических добавок к пище, применяемых для коррекции ее химического состава и вспомогательной терапии. В качестве такого источника в последние годы рассматриваются мицелиальные грибы и особенно ба-зидиомицеты, способные синтезировать комплекс веществ углеводной, белковой, липидной природы, пигменты, витамины, фенольные соединения [1]. Биомасса этих грибов, по данным ряда исследователей, способна выводить из организма человека радионуклиды и тяжелые металлы, токсины и токсичные продукты метаболизма, а также обладает противоопухолевым, антисклеротическим, антивирусным и другим действием [2-4].

Биологическую активность многих грибов связывают с наличием в них углеводов, в том числе гликанов, гетерогликанов, гликозаминогликанов. В грибной клетке они представлены свободными и связанными сахарами, количество которых достигает 60% и более от сухой биомассы [5-7]. Углеводы цитозоля клеток грибов, по современным представлениям, выполняют множество функций: резервную, осморегулирующую, регулятор-ную и протекторную, основанную на способности замещать воду в липидном бислое мембран. Интересны эти углеводы не только как соединения, защищающие клеточные мембраны при стрессе, но и как маркеры, имеющие существенное значение в систематике царства Fungi [8]. Следует, однако, отметить, что имеющиеся данные касаются в основном плодовых тел. Сообщения о содержании углеводов в глубинном мицелии единичны.

Цель работы - исследование углеводных компонентов вегетативного мицелия грибов класса Basidiomycetes.

МЕТОДИКА

В работе использовали грибы, относящиеся к классу Basidiomycetes: Lentinus edodes (Berg) Sing (штаммы 198 и 182), Ganoderma lucidum (Curt.: Fr) P. Karst (штаммы 1 и 2), Crinipellis schevczenkovi Buchalo. Культуры хранятся в коллекции непатогенных микроорганизмов Института микробиологии HAH Беларуси.

Грибы выращивали на пивном сусле (7° по Баллингу) в колбах Эрленмейера и лабораторных ферментерах АК-10 (Россия) в течение 4-7 сут при 25-27°С. Мицелий отделяли от культуральной жидкости фильтрованием через плотную ткань, промывали дистиллированной водой и использовали для изучения углеводного состава. Для получения водного экстракта (свободные углеводы цитозоля клетки) отмытый мицелий замораживали в жидком азоте, растирали в ступке, полученную гомогенную массу трижды экстрагировали дистиллированной водой на кипящей водяной бане с обратным холодильником в течение 30 мин. Экстракты объединяли, центрифугировали при 3000 g 20 мин. Для очистки экстрактов от анионов и катионов использовали ионообменные смолы Dowex-1 (ацетатная форма) и Dowex 50W (H+). Оставшийся после отделения водного экстракта мицелий использовали для получения водорастворимых полисахаридов. Мицелий заливали дистиллированной водой в соотношении 1 : 5, кипятили на водяной бане 12-18 ч, центрифугировали при 3000 g 15 мин. Полученный супернатант обрабатывали этиловым спиртом (1 : 1), выпавший полисахарид диализовали, переосаждали этиловым спиртом (1 : 2), промывали эфиром, ацетоном и сушили при 40°С [9]. В оставшемся осадке путем последовательной обработки его 2 н. гидрокси-дом натрия и 1 н. серной кислотой с последующим осаждением полисахаридов из щелочных экстрактов получали щелочные и кислотную фракции [10]. Остаток после выделения всех фракций

Таблица 1. Углеводный состав водорастворимых фракций глубинного мицелия ксилотрофных базидиомицетов

Водный экстракт, % от сухой биомассы Полиол, Полиол, % от суммы Сахара, % Сахар, % от суммы

Гриб % от сухой биомассы арабит маннит от сухой биомассы глюкоза манноза трегалоза

C. schevczernovi 25.44 14.94 3.65 96.35 10.50 56.00 1.00 43.00

L. edodes 198 13.88 11.41 4.20 95.80 2.47 58.80 1.80 39.40

G. lucidum 1 6.72 4.91 15.60 84.40 1.81 56.61 - 43.39

G. lucidum 2 9.59 6.90 43.50 56.50 2.69 100.0 - Следы

L. edodes 182 10.89 6.66 1.90 98.10 4.23 73.63 1.70 24.67

Примечание. "-" - не определили.

Таблица 2. Углеводный состав фракции водорастворимых полисахаридов глубинного мицелия ксилотрофных базидиомицетов

Гриб

Содержание полисахарида, % от сухой биомассы

Углевод, % в полисахариде

глюкоза

манноза

галактоза

C. schevczernovi L. edodes 198 G. lucidum 1 G. lucidum 2 L. edodes 182

3.20 5.10 7.80 6.50 4.27

80.85

85.86 93.57

100.0 73.33

Следы

Следы 10.25

19.15 14.14 6.43 Следы 16.42

»

представлял собой хитин. Для количественной оценки водорастворимых полисахаридов, щелоче-растворимых фракций и хитина использовали весовой метод.

Состав углеводов водной, кислотной фракций, а также водо- и щелочерастворимых полисахаридов после предварительного гидролиза их 7%-ной серной кислотой на кипящей водяной бане в течение 5 ч определяли методом ГЖХ в виде триме-тилсилильных (ТМС) производных сахаров. ТМС производные углеводов и метчиков (ксилоза, манноза, галактоза, глюкоза, трегалоза, арабит и ман-нит, "Sigma", США) получали по методу [11]. Хроматографию проводили на приборе Chrom 5 (Чехия) c пламенно-ионизационным детектором, используя колонку из нержавеющей стали длиной 2.8 м, заполненную хроматоном N-AW-HMDS с 5% жидкой фазы SE-30, при программировании температуры в пределах от 140 до 280°С со скоростью 5° в минуту. Содержание каждого моносахарида рассчитывали как процент от общей суммы площадей пиков на хроматограмме.

ИК-спектры щелочных фракций и хитина в виде прессованных таблеток с KBr снимали на приборе Specord-80 (Германия).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование водного экстракта показало, что содержание водорастворимых углеводов у C. schevczenkovi - 25.44, L. edodes 198 - 13.88, L. edodes 182 - 10.89, G. lucidum 1 - 6.72 и G. lucidum 2 - 9.59 % от сухой биомассы. Основная часть экстракта у всех грибов представлена полиолами, содержание которых 4.91-14.94% от сухой биомассы. Преобладающим среди полиолов был маннит; арабит у двух грибов - минорный компонент (табл. 1). Из представленных данных видно, что для каждого из исследуемых грибов характерен определенный состав углеводов: для C. schevczenkovi, L. edodes 198 и L. edodes 182 - глюкоза, манноза, трегалоза, для G. lucidum 1 - глюкоза и трегалоза, а для G. lucidum 2 - глюкоза. Характерная особенность углеводного состава грибов рода Ga-noderma - отсутствие маннозы в водном экстракте цитозоля.

В цитозоле клетки кроме низкомолекулярных сахаров обнаружен водорастворимый полисахарид. Результаты, представленные в табл. 2, показывают, что содержание свободных полисахаридов 3.20-7.80%. Газохроматографический анализ гидролизатов полисахаридов позволил установить присутствие в них глюкозы (73.33-100%), га-

Таблица 3. Углеводный состав кислотных и щелочных фракций глубинного мицелия ксилотрофных базидиоми-цетов

Кислотная Щелочная I Щелочная II

Гриб % от сухой биомассы манноза, % глюкоза, % галактоза, % % от сухой биомассы ксилоза, % глюкоза, % манноза, % галактоза, % отношение углеводов % от сухой биомассы глюкоза, %

C. schevczemovi 22.23 - 95.10 4.90 1.90 - 92.80 Следы 7.20 13 : 1 2.80 100.0

L. edodes 198 13.41 Следы 96.74 3.26 6.10 - 83.83 » 16.17 5 : 1 7.20 100.0

G. lucidum 1 9.80 - 96.14 3.86 2.80 - 61.76 » 38.24 1.6 : 1 3.74 100.0

G. lucidum 2 15.34 - 96.05 3.95 2.58 7.47 60.52 » 32.01 8 : 4 : 1 4.66 100.0

L. edodes 182 9.80 4.69 89.49 5.82 8.50 - 85.30 12.30 2.40 35 : 5 : 1 12.20 100.0

Таблица 4. Фракционный состав углеводов ксилотрофных базидиомицетов

Гриб Углеводы цитозоля, % от сухой биомассы Содержание структурных полисахаридов во фракциях, % от сухой биомассы Общее содержание углеводов, %

водный экстракт полисахарид всего кислотная щелочная I щелочная II хитин всего

C. schevczenkovi 25.44 3.20 28.64 22.23 1.90 2.80 2.00 28.93 57.57

L. edodes 198 13.88 5.10 18.98 13.41 6.10 7.20 1.40 28.11 47.09

G. lucidum 1 6.72 7.80 14.52 9.80 2.80 3.74 3.80 20.14 34.66

G. lucidum 2 9.59 6.50 16.09 15.34 2.58 4.66 3.75 26.33 42.42

L. edodes 182 10.89 4.27 15.16 9.80 8.50 12.20 2.20 32.70 47.86

лактозы (6.43-19.15%) и маннозы. Манноза обнаруживалась в следовых количествах у всех грибов за исключением L. edodes 182, у которого ее содержание составило 10.25%.

Наряду со свободными углеводами в состав мицелия входили структурные компоненты клеточной стенки - это хитинглюкановый комплекс. В результате его фракционирования получены кис-лоторастворимая, две щелочерастворимых фракции и хитин.

Кислоторастворимая фракция у исследованных грибов составляла (%): у C. schevczenkovi -22.23, G. lucidum 2- 15.34, L. edodes 182 - 9.80, G. lucidum 1 - 9.80, у L. edodes 198-13.41 (табл. 3). Анализ углеводного состава показал наличие в данной фракции глюкозы, галактозы и маннозы. Грибы C. schevczenkovi, G. lucidum 2, G. lucidum 1 и L. edodes 198 практически не различались по соотношению глюкозы и галактозы в кислоторас-творимой фракции. У L. edodes 182 наряду с глюкозой и галактозой обнаружена манноза (4.69%).

Самое низкое содержание первой щелочерас-творимой фракции обнаружено у C.schevczenkovi -

1.90%. Углеводный состав этой фракции у различных грибов отличался как в качественном, так и в количественном отношении. Соотношение глюкозы и галактозы у C. schevczenkovi - 13 : 1, L. edodes 198 - 5 : 1, G. lucidum 1 - 1.6 : 1, G. lucidum 2 - 1.8 : 1 и у L. edodes 182 - 35 : 1. Наряду с глюкозой и галактозой полисахарид G. lucidum 362 содержал ксилозу, (7.47%), а полисах

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком