Вступ. Гриби відіграють важливу роль у природних екосистемах і використовуються людиною в різних сферах, включаючи харчову, медичну та біотехнологічну промисловість. Один із цих грибів, базидіоміцет Grifola frondosa, який іноді називають «найпотужнішим грибом, який коли-небудь створювався», привернув увагу вчених завдяки своєму біорізноманіттю та вже відомим та потенційним корисним властивостям. Так, G.frondosa відзначається своєю біологічною та медичною цінністю. Цей гриб має довгу історію використання в традиційній медицині, особливо в азійській культурі, де він вважається джерелом здоров'я та довголіття. Останні дослідження підтверджують його потенційні корисні властивості, які включають протизапальні, антиоксидантні, імуномодулюючі, протипухлинні та імуностимулюючі ефекти [1-7]. Протизапальні властивості речовин, що синтезує G.frondosa можуть бути корисні при лікуванні захворювань, пов'язаних з запаленням, таких як артрит, ревматоїдний артрит та хронічні запальні процеси [1]. Антиоксидантні властивості гриба допомагають боротися зі стресом вільних радикалів, які можуть призводити до окислювальних пошкоджень клітин і прискореного старіння [1, 4]. Імуномодулюючі властивості сполук з G.frondosa впливають на процеси, що відбуваються в імунній системі, покращуючи її функціонування та забезпечуючи захист від інфекцій та захворювань. Протипухлинні властивості цього гриба не тільки досліджуються як можливий засіб для попередження та лікування різних типів злоякісних пухлин, завдяки його здатності до зниження ризику утворення злоякісних клітин та сповільнення їхнього росту, а й вже використовуються як лікувально-профілактичні препарати в США та Японії [2, 4, 6].
Однак, хоча багато аспектів цього гриба вивчено, деякі механізми його фізіології та біохімії ще належить дослідити. Наприклад, біосинтетичні та метаболічні механізми перетворення фенольних сполук у G.frondosa ще не повністю розкриті. Одним із ключових ферментів, що також бере участь у цих процесах є монофенолмонооксигеназа (МФМО). Вона відіграє важливу роль у перетворенні монофенолів у дихлорфеноли, які є проміжними продуктами біосинтезу різноманітних біологічно активних сполук [1, 2]. Монофенолмонооксигеназа (КФ 1.14.18.1) є одним із ключових окислювальних ферментів у біохімічних процесах грибів, особливо дереворуйнуючих базидіоміцетів, таких як G.frondosa. Цей фермент відіграє важливу роль у деструкції лігніну, що є важливим з точки зору біотрансформації та біоконверсії лігноцелюлозних відходів, що утворюються в процесі ведення сільського господарства та ряду галузей промисловості.
Здатність MФMO каталізувати перетворення монофенолів, таких як протокатехат або гідроксипірен, у відповідні дихлорфеноли є ключовою для біосинтезу різноманітних біоактивних сполук, включаючи флавоноїди та інші фенольні полімери. Ці сполуки відіграють важливу роль у захисті грибів від стресових факторів, включаючи ультрафіолетове випромінювання та патогенні мікроорганізми [3].
Тому метою цього дослідження було вивчення активності MФMO у G.frondosa, щоб краще зрозуміти його метаболічні шляхи та потенційне застосування в медицині, біотехнології та інших галузях.
Матеріали та методи. Об’єктом дослідження були два штами Grifola frondosа 1790 та 1794 з Колекції шапинкових грибів Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України ІБК.
Посівний матеріал для глибинного культивування штамів G. frondosa отримували перенесенням з пробірок з агаризованим пивним суслом декількох шматочків міцелію у колби об’ємом 250 мл з 100 мл рідкого середовища (неохмелене пивне сусло 8 за Балінгом, рН=5,5 5,8) з подальшим культивуванням протягом 5 6 діб в умовах постійного перемішування на орбітальній качалці (60-70 об/хв) за температури 28 C.
Отриманий інокулюм вносили в досліджувані середовища у кількості 10 об’ємних відсотків. Перед інокуляцією проводили мікробіологічний контроль чистоти живильного середовища візуально і посівного матеріалу під мікроскопом.
Глибинне культивування проводили на орбітальному шейкері в умовах постійного перемішування (120 об/хв), в колбах Ерленмеєра на 250 мл, за температури 28 C, протягом 10 діб, в трьох повторах.
Досліджуваним середовищем було глюкозо-пептон-дріжджове середовище, яке складалося з (г/дм3): пептон – 3,0; дріжджовий екстракт – 5,0; глюкоза – 20,0, 30,0, 40,0 або 50,0; рН=6,5 6,8.
Рівень накопичення біомаси (абсолютно суху біомасу, а.с.м.) визначали ваговим методом, висушуючи міцелій до постійної маси за температури 105С.
Активність окислювального ферменту монофенолмонооксигенази встановлювали за зміною забарвлення розчину бензидіну, спектрофотометрично [8, 9].
Результати та обговорення. В результаті проведеного глибинного культивування було визначено, що максимальне накопичення міцеліальної біомаси спостерігалося у обох штамів G. frondosa на середовищі з додаванням глюкози в кількості 40,0 г/дм3 і становило 4,87 - 5,15 г/дм3. При цьому на середовищі як з більшим так і з меншим вмістом глюкози кількість біомаси ставала меншою.
Монофенолмонооксигеназна активність, хоча й проявлялася, була незначною – слабке посиніння субстрату (бензидин), спостерігалося через 1 год інкубування з культуральним фільтратом і не залежала від зміни концентрації глюкози в середовищі. Відсутність активності даного окислювального ферменту пояснюється тим, що в середовищі не було фенольних сполук, як індукторів біосинтезу МФМО.
Висновки. Отже, за умов використання як поживних компонентів в рідкому живильному середовищі глюкози в різній концентрації, пептону та дріжджового екстракту, для досліджених штамів базидієвого гриба G. frondosa активність монофенолмонооксигенази практично виявлена не була. Для продукування даного фермента грибом G. frondosa необхідно подальші дослідження та підбір середовищ з фенольними речовинами, наприклад з додаванням лігноцелюлозних компонентів.
Список використаної літератури:
1. Xu, X., Zhang, X., Zhang, Y., Zhang, S., & Yu, Y. Anti-inflammatory and antioxidant effects of Grifola frondosa polysaccharides alleviate lipopolysaccharide-induced acute lung injury in mice. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 183, 1137-1144.
2. Yanli He, Lijuan Zhang, Hua Wang, The biological activities of the antitumor drug Grifola frondosa polysaccharide. Prog Mol Biol Transl Sci 2019, 163:221-261., doi: 10.1016/bs.pmbts.2019.02.010.
3. Miomir Nikšić, Bojana Boh Podgornik, Marin Berovic, Farming of Medicinal Mushrooms. Adv Biochem Eng Biotechnol, 2023, 184:29-76, doi: 10.1007/10_2021_201.
4. Feng-Jie Cui, Yu-Meng Yang, Lei Sun, Xin-Yi Zan, Wen-Jing Sun, Umar Zeb, Grifola frondosa polysaccharides: A review on structure/activity, biosynthesis and engineering strategies. J Biol Macromol, 2024, 257(Pt 1):128584, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2023.128584.
5. Na Li, Xiaoxiang Gao, Yuyang Pan, Bin Liu, Jie Pang, Chao Zhao, Feng Zeng, Effects of alkaloid-rich extracts obtained from Grifola frondosa on gut microbiota and glucose homeostasis in rats, Food Funct, 2022, 7;13(5):2729-2742, doi: 10.1039/d1fo04062f.
6. Дзигун Л.П., Ліновицька В.М. Отримання міцеліальної біомаси лікувальних грибів Grifola frondosa та Laetiporus sulphureus на синтетичних середовищах. Innovative Biosystems and Bioengineering, 2019. Vol. 3, no. 4. Р. 239–245. DOI: https://doi.org/10.20535/ibb.2019.3.4.186329.
7. Wu, J. Y., Siu, K. C., & Geng, P. Bioactive ingredients and medicinal values of Grifola frondosa (Maitake). Foods, 10(1), Article 95. (2021). URL: https://doi.org/10.3390/foods10010095
8. Shupranova, L., Holoborodko, K., Guslistiy, A., Shulman, M., & Pakhomov, O. Peroxidase activity and isoenzyme composition in Robinia pseudoacacia L. leaves under the influence of Parectopa robiniella Clemens, 1863. Agrology, 2021, 4(4), Р. 174-179. https://doi.org/10.32819/021020
9. Gregory, R.P.F. А rаpid аssаy for peroxidаse аctivity. Biochem. J, 1966, 101 (3), 582–583.
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter