Факультет

Студентам

Посетителям

Фотозащитное действие меланина грибного происхождения

О фотозащитном действии пигмента первоначально судили по различию в устойчивости к УФ-лучам пигментированных и неокрашенных видов грибов (Fulton, Cobentz, 1929; Tinline et al., 1960; Curtis, 1970). При обработке Stemphylium ilicis гексахлор ацетоном получали около 50% бесцветных конидий (Durrell, 1964). Облучение УФ-лучами окрашенных и бесцветных конидий привело к заметному увеличению чувствительности последних к этому фактору. К сожалению, отсутствие контроля на токсичность гексахлор ацетона несколько снижает ценность приведенной информации.

С. П. Лях и Е. Л. Рубан (1968) облучали УФ-лучами апигментные клетки Candida utilis в 0,15%-ном водном растворе меланинового пигмента, выделенного из Nadsoniella nigra, в течение 5, 10 и 15 с и регистрировали 100%-ную выживаемость. Уменьшение концентрации пигмента в 10 раз снижало защитный эффект, а в 100 раз — полностью его снимало. Тем самым убедительно было показано экранирующее действие меланина при кратковременном облучении дрожжевых клеток.

В наших исследованиях изучение фотозащитного действия меланинового пигмента грибного происхождения проводили, используя несколько методических подходов. В процессе изучения выживаемости Cladosporium transchelii и его цветных мутантов установлена зависимость УФ-устойчивости от степени пигментации. Облучая конидии Penicillium lilacinum в водном растворе меланинового пигмента, мы получили прямое доказательство его участия в защите грибной клетки от действия УФ-лучей (Жданова и др., 1970). Ранее было установлено, что 0,3%-ная концентрация меланина является оптимальной для изучения его защитного действия. Испытывали меланиновые фракции, выделенные из грибов С. transchelii, его мутанта Ч-1, Oidiodendron cerealis и Aureobasidium pullulans. О защитном эффекте меланиновых фракций судили по увеличению выживаемости конидий тест-гриба после 2-часового действия УФ-лучей по сравнению с контролем — выживаемостью водной суспензии конидий Penicillium lilacinum.

Выживаемость конидий Р. lilacinum в водном растворе меланиновых фракций, выделенных из гриба С. transchelii, была неодинаковой и описывалась сложной экспоненциальной кривой. Наибольшим защитным действием обладала меланиновая фракция 3а (выживаемость конидий — 70%), она отличалась от фракции 3б растворимостью в метаноле. Защитный эффект фракции 3б (выживаемость конидий — 1,5—2%), которую по известным тестам можно отнести к типичным меланинам, был явно ниже. Еще слабее было действие фракции C1 (выживаемость конидий — 0,07%) — неочищенного щелочного

экстракта того же гриба. Изолированный меланиновый пигмент (фракция 3б) гриба О. cerealis, оказался более активным, чем таковые A. pullulans и С. transchelii. Пигменты, выделенные из грибов разных родов (Cladosporium, Oidiodendron, Aureobasidium), различались концентрацией ПЦ — парамагнитных центров, определяемой с помощью метода ЭПР. Для фракций меланинов 3а и 3б из С. traschelii она составляла 2,7 ∙ 1017 и 1,4 ∙ 1018 ПЦ соответственно; для фракции 3б из О. cerealis — 7,8 ∙ 1017 и из A. pullulans — 4,6 ∙ 1018 ПЦ.

Таким образом, на изолированных меланиновых пигментах, выделенных из разных видов семейства Dematiaceae не наблюдалось зависимости между устойчивостью к УФ-лучам конидий Р. lilacinum и концентрацией ПЦ меланиновых фракций (показатель содержания пигмента), в которых проводили облучение.

Кроме выявления защитного действия грибных меланиновых пигментов, полученные сведения позволяют в определенной степени судить об особенностях полученного защитного эффекта (Жданова и др., 1973). Так, выживаемость конидий Р. lilacinum в 0,3%-ном растворе меланинового пигмента, выделенного из гриба С. transchelii по типу сложной экспоненты свидетельствует о неоднородности процесса и, как правило, обусловлена гетерогенностью облучаемой суспензии конидий. В то же время выживаемость конидий Р. lilacinum при облучении в воде описывалась экспоненциальной кривой. Мы предполагали, что выживаемость по типу сложной экспоненциальной кривой связана с неодинаковым защитным эффектом самого пигмента.

Для проверки последнего предположения, конидии Р. lilacinum облучали в растворе меланинового пигмента, концентрации которого варьировали от 0,5 до 0,05%. С уменьшением концентрации пигмента устойчивость конидий тест-гриба к УФ-лучам снижалась. Характер дозной кривой оставался постоянным, но изменялся угол наклона начального участка экспоненты к оси ординат. Выживаемость оставшегося после 20-минутного облучения количества грибных конидий практически не изменялась после 1,5-часового облучения и не зависела от испытанных концентраций меланина. Отсюда вытекают два предположения: 1) устойчивость к УФ-лучам определяется количеством пигмента в растворе и, по-видимому, в грибной оболочке, что соответствует обычному экранированию; 2) продолжительная устойчивость выживших после 20-минутного облучения конидий связана с активной защитной функцией меланина. Об активной защитной функции меланина судили на основании результатов эксперимента по УФ-облучению 0,3%-ного водного раствора его в течение 1, 5, 10, 40 и 60 мин. По истечении указанного времени в чашку Петри, не прерывая облучения, добавляли по 0,2 мл суспензии конидий Р. lilacinum (1 ∙ 108 в 1 мл), содержимое перемешивали и облучение продолжали еще 20 мин. Этого времени было достаточно для проявления защитного действия необлученного предварительно меланинового пигмента, показателем которого служило состояние стабильной устойчивости оставшихся после 20-минутного облучения конидий (плато резистентности на кривой выживаемости). Выживаемость конидий, внесенных в раствор меланина, предварительно облученного 1—20 мин составила 30—40%, тогда как в пигменте, облученном 40—60 мин — 75—80%. Следовательно, процесс стабильной устойчивости части клеточной популяции связан с активным защитным действием пигмента, но на первых этапах облучения проявляется эффект экранирования.

Для перехода меланина, выделенного из разных видов грибов, в активное состояние требуется неодинаковое время, которое, в свою очередь, влияет на угол наклона начального участка дозной кривой выживаемости. Об этом свидетельствует разная степень защитного действия меланиновых пигментов одной концентрации (0,3%), выделенных из нескольких видов Dematiaсеае. Аналогичный характер кривых выживаемости, полученных на разных видах семейства Dematiaceae, позволяет с довольно высокой степенью вероятности предположить, что устойчивость грибов к УФ-облучению в значительной мере обусловлена присутствием пигментов меланиновой природы.

Источник: Н. Н. Жданова, А. И. Василевская. Экстремальная экология грибов в природе и эксперименте. Киев: Наук. думка, 1982

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: