Биологически активные вещества базидиальных грибов. Реферат По дисциплине Химия биологически активных веществ Тема Биологически активные вещества базидиальных грибов
 Скачать 33.26 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. П. ОГАРЁВА» Факультет биотехнологии и биологии Кафедра биотехнологии и биохимии Реферат По дисциплине «Химия биологически активных веществ» Тема «Биологически активные вещества базидиальных грибов» Выполнил (-а) студент 403 группы Направления подготовки «Биотехнология» Колистратова Екатерина Владимировна Проверил (-а): к.б.н, Доцент Тайрова Марина Ромуловна Саранск 2022 Содержание Введение 3 1 История применения грибов 4 2 Применение грибов в сегодняшней медицине 5 3 Lentinus edodes — шиитаке 7 4 Laetiporus sulphureus — серно-желтый трутовик 8 5 Fomitopsis officinalis — лиственничная губка 10 6Trametes versicolor — трутовик разноцветный 11 Заключение 13 Список использованных источников 14 ВведениеРастения традиционно использовались в качестве источника большинства биологически активных веществ, и поэтому такие растительные лекарственные средства составляют важную часть традиционной и доказательной медицины во всем мире. Широкое использование грибов в качестве лекарств было очень долгое время ограничено азиатскими странами. В настоящее время лекарственные грибы в основном используются в качестве пищевых добавок или функциональных продуктов питания. Тем не менее они могут стать настоящими представителями традиционной или доказательной медицины. В клинической практике широко применяются гризеофульвин, пенициллины, циклоспорины, производные эрголина, которые являются представителями грибов, несмотря на то что высшие базидиомицеты являются обширным ресурсом для получения биологически активных соединений, полезных в медицине, а также в различных отраслях промышленности. Поэтому одним из приоритетных направлений развития современных микологии и биотехнологии является использование высших базидиальных грибов для получения биологически активных соединений, в том числе — лекарственных (белков, липидов, полисахаридов, органических кислот, ферментов и витаминов). Многие из этих веществ более фармакологически активны и менее токсичны по сравнению с продуктами химического синтеза. Однако промышленное производство как самих грибов, так и функциональных препаратов на их основе только начинает налаживаться, в связи с отсутствием достаточного количества сведений о способах культивирования многих грибов [5, 6]. 1 История применения грибовСерьезные исследования относительно биохимического состава грибов, а также возможности применения их в различных отраслях промышленности и медицины начались не так давно, несмотря на то что, народная медицина уже несколько тысячелетий использует грибы для лечения самых разнообразных заболеваний. Первые упоминания о грибах относятся к 3000 г. до н.э. в Гватемале, где «грибные камни» использовались в мистических и лечебных ритуалах. В странах Юго-восточной Азии уже на протяжении двух тысяч лет в медицине используется гриб шиитаке, который также является самой древней выращиваемой культурой. Начиная с XIV в. врачи признали, что шиитаке можно не только употреблять в пищу, но также использовать его при лечении заболеваний верхних дыхательных путей, а также различных заболеваний сердца и печени. В связи со своей эффективностью при использовании в медицинских целях шиитаке стал цениться чуть ли не дороже серебра и получил в народе название «король грибов» [1]. Однако не только в странах Азии заболевания лечили грибами. На Руси знахари тоже с древних пор использовали грибы. Например, лиственничный трутовик использовали при лечении туберкулеза и других болезней легких; при обморожениях использовали экстракты белых грибов; настоями из лисичек лечили ангину и нарывы. Практически каждый гриб имел свое применение в народной медицине. Но одним из самых известных российских грибов считается веселка обыкновенная (Phallus impudicus), которую применяли при заболеваниях желудочно-кишечного тракта различной этиологии. Говорят, что знаменитый французский писатель Оноре де Бальзак вылечил язву желудка настойкой веселки, приготовленной для него в Санкт-Петербурге [1, 4]. 2 Применение грибов в сегодняшней медицинеВ настоящее время выпускаются различные медицинские препараты, вобравшие в себя самые полезные свойства грибов. Проведенные исследования показали, что их можно использовать при лечении сердечнососудистых заболеваний, болезней печени, почек, поджелудочной железы, при туберкулезе. Кроме того, лекарственные препараты на основе высших грибов не являются токсическими по сравнению с препаратами, созданными на основе химического синтеза, или где продуцентами являются низшие грибы (как в случае антибиотиков). Самыми распространенными биологически активными веществами грибов являются полисахариды, такие как гликаны, гетерогликаны и гликозамингликаны, общее количество которых может достигать 60% и более от сухой биомассы гриба. Они представляют большой интерес для ученых в связи с высокой неспецифической активностью, действующей через иммунную систему [2, 5]. Кроме полисахаридов иммуномодулирующей активностью обладают каротиноидные пигменты. Также они обладают антиоксидантной активностью, способны тормозить окисление липидов и ингибировать промоторную фазу канцерогенеза. В основе этих биологических функций лежат гидрофобная природа и наличие делокализованной π-электронной структуры с низким уровнем триплетного возбужденного состояния пигментов. Исследователи уже давно заметили, что люди, которые употребляют в пищу много помидоров, содержащих каротиноид ликопин, реже болеют раком простаты. В связи с этим российскими учеными был разработан биотехнологический способ получения ликопина из мицелия гриба Blakeslea trispora. Данная технология уже внедрена в производство, и на ее основе получают мицелий с содержанием ликопина до 100 г/кг. Известно также, что меланины из плодовых тел трутовых грибов, вызывающих бурую гниль, обладают уникальными физико-химическими характеристиками, которые обусловливают их фото- и радиопротекторные, антиоксидантные и сорбционные свойства. Данные меланины являются мощными природными антиоксидантами, способными нейтрализовать различные свободные радикалы, а также значительно снизить уровень одинарных разрывов и других повреждений ДНК. Именно поэтому специалистами Беларуси и Украины проводятся оптимизация условий получения природных меланинов из плодовых тел трутовых грибов, сравнительное изучение их физико-химических свойств и определение путей их использования в медицине. Для корректной работы организма также важен ряд соединений липидной природы: незаменимые полиеновые жирные кислоты, фосфолипиды, жирорастворимые витамины, стероидные соединения. Поэтому проводятся исследования по возможности использования базидиальных грибов в качестве перспективных источников липидных компонентов. Так, исследования направлены на скрининг штаммов представителей родов Ganoderma, Trametes, Inonotus, Laetiporus и Lentinus, обладающих антиоксидантной активностью [1, 4]. Современные исследования показали, что базидиальные грибы могут стать незаменимыми источниками для получения веществ с разнообразными биологическими свойствами: антибактериальными, фунгицидными, противотуберкулезными, антиоксидантными, противовирусными, иммуномодулирующими и противоопухолевыми, а также для лечения сахарного диабета и болезней желудочно-кишечного тракта. В настоящее время в Японии и других странах юго-восточной Азии на фармацевтическом рынке имеется около десятка препаратов на основе гликанов и гликанпептидов (как нативных, так и модифицированных), полученных из высших базидиомицетов. Например, «Шизофилан» (из Schizophyllum commune), «Крестин» (из Trametes versicolor), «Лентинан» (из Lentinus edodes), «Ганодерма» (из Ganoderma lucidum), «Король-Кордицепс» и «Кордицепс» (в состав которых входит Ganoderma lucidum и Fomitopsis officinalis) и др. Эффективность этих препаратов довольно высока, и в настоящее время они завоевывают фармацевтические рынки Европы и США. В республике Беларусь, несмотря на огромный потенциал лекарственных грибов, производится только четыре препарата грибного происхождения: «Лентин», «Диалентин» и «Рейшидин» (из Lentinus edodes и Ganoderma lucidum), а также «Летипорин» (из Laetiporus sulphureus). Отечественные производители для производства биодобавок используют плодовые тела макромицетов Lentinus edodes (БАД «Фунго-ШИ Шиитаке»), Cantharellus cibarius (БАД «Фунго-ШИ Лисички»), Fomitopsis officinalis (БАД «Фунго-Ши Трутовик»), Ganoderma lucidum (БАДы «Рейши» и «Микоран»), Coriolus pubescens (БАД «Трамелан»). На базе ГУ НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе РАМН ведутся исследования грибов коллекции лаборатории биосинтеза биологически активных веществ по изучению способов погруженного культивирования ксилотрофных лекарственных и лекарственно-съедобных видов базидиальных грибов и изучение биологической активности полученной биомассы [1]. 3 Lentinus edodes — шиитакеБазидиомицет Lentinus edodes является продуцентом полисахарида лентинана, являющегося очень ценным в связи со своей уникальной противоопухолевой активностью, не имеющей аналогов в растительном мире. Также из него выделяют грибные фитонциды, обладающие противовирусной активностью как в отношении самых безобидных вирусов (риновирусов), так и против вируса СПИДа. Открытие полисахарида лентинана, который дает толчок к выработке в организме перфорина — фермента, ответственного за уничтожение постоянно образующихся в организме раковых клеток, — обозначило новые возможности для развития «естественной иммунотерапии» в коррекции онкологических заболеваний. Фармакологическое действие Lentinus edodes заключается в способности шиитаке выводить холестерин, за счет чего нормализуется кровяное давление; подавлять патогенную флору в организме; корректировать любые воспалительные процессы; бороться с низшими грибками, заживлять эрозии и язвы ЖКТ; восстанавливать формулу крови; при неврологических и аутоиммунных заболеваниях давать толчок к ремиссиям. Помимо этого, его можно использовать как иммуностимулятор при профилактике разнообразных вирусных и простудных заболеваний [1, 4, 7]. 4 Laetiporus sulphureus — серно-желтый трутовикГриб Laetiporus sulphureus известен не только из-за своих гастрономических показателей, как например в Германии и некоторых регионах Северной Америки, где блюда из него считаются деликатесами, но также, как продуцент целого ряда биологически активных липофильных соединений, таких как полисахариды, ненасыщенные жирные кислоты, каротиноиды, фосфолипиды [1]. Плодовые тела L. Sulphureus давно известны в народной медицине в качестве лекарственного средства, обладающего антисептическими свойствами, поэтому сейчас этот штамм изучают при поиске новых природных антибиотиков. Известно, что при поверхностном росте и глубинном культивировании все штаммы Laetiporus sulphureus проявляли антибиотическую активность в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, но не оказывали воздействия на грибы. Спиртовые экстракты мицелия L. sulphureus, выращенного в глубинной культуре, обладают антиоксидантными свойствами. Известно, что культуральные фильтраты грибов способны инициировать перекисное окисление полиненасыщенных жирных кислот, в частности линолевой кислоты, которая преобладает в липидах мембран этих грибов. Как оказалось, основную роль в качестве прооксидантного агента играет лигнинолитический фермент — марганец-пероксидаза. Этот фермент катализирует окисление Mn2+ с образованием Mn3+, который в хелатированном состоянии способен окислять фенольные соединения, входящие в состав лигнина. В Белоруссии разработана биологически активная добавка «Летипорин», представляющая собой сухой порошкообразный мицелий красно-оранжевого цвета, который получали путем глубинного культивирования штамма базидиального гриба Laetiporus sulphureus на питательной среде с использованием доступного и относительно дешевого сырья. Эта добавка была проверена в экспериментах in vivo, где был установлен высокий потенциал ее антиоксидантного действия и гепатопротекторные свойства. БАД «Летипорин» содержит в своем составе белки (до 22%), аминокислоты (до 8%), каротиноиды (до 12 мг/г), липиды (до 23%), фосфолипиды (до 1,8%), ненасыщенные жирные кислоты (85%), пищевые волокна, витамин C, микро- и макроэлементы; обладает комплексным профилактическим, общеукрепляющим, иммуномодулирующим действием, предназначен для восполнения витаминной и минеральной недостаточности. Кроме того, после проведения испытаний на поголовье птиц в условиях РУСПП «Смолевичской бройлерной птицефабрики» глубинный мицелий гриба явился основой создания лечебно-профилактического препарата иммуностимулирующего и антиоксидантного действия для промышленного птицеводства «Липокар», который содержит комплекс тех же биологически активных веществ, что и БАД «Летипорин». Препарат «Липокар» рекомендован для профилактики инфекционных заболеваний, улучшения иммунной системы, плодовитости и увеличения роста молодняка и для достижения высоких товарных качеств яиц птицы [1 – 2]. 5 Fomitopsis officinalis — лиственничная губкаДесятилетиями Россия являлась ведущим поставщиком плодовых тел уникального для медицины базидиомицета Fomitopsis officinalis в Европу и страны юго-восточной Азии. В Сибири, особенно на Алтае и в Хакасии, а также в республике Тыва заготовка плодовых тел началась в XX веке. Объем экспорта составлял 11–46 тонн ежегодно, что привело к ограниченности распространения рода в целом (он встречается лишь в труднодоступных лиственничных лесах). Плодовые тела гриба в Якутии раньше использовались вместо мыла, а в некоторых местах — на приготовление пива, заменяя хмель. Древним грекам и римлянам лиственничная губка была известна как слабительное и антигельминтное средство. Выделенная из плодовых тел гриба F. officinalis агарициновая кислота в немецкой и шведской фармакопее входит в состав средств, применяемых для предупреждения ночных потов у туберкулезных больных. Изучение влияния углекислотных и спиртовых экстрактов плодовых тел гриба F. officinalis в отношении M. tuberculosis, выделенных от больных с различными формами туберкулеза, показали их высокую противотуберкулезную активность. Микобактерии туберкулеза, находящиеся в состоянии покоя, проявили чувствительность к водным экстрактам. Японские исследователи, занимающиеся изучением противоопухолевой активности полисахаридов, выделенных из мицелия ряда базидиомицетовых грибов, выявили такую активность в мицелии лиственничной губки в отношении солидной опухоли саркома-180. Также в настоящее время в США широко используются экстракты F. officinalis в составе косметических средств (например, пудры и румян): это позволяет снизить блеск кожи и улучшать ее внешний вид, скрыть морщины и пигментные пятна [1, 4, 6]. 6Trametes versicolor — трутовик разноцветныйГрибы рода Trametes являются продуцентами ряда ценных биологически активных веществ, таких как гидролитические и окислительные ферменты, полисахариды, стеролы, вещества с антимикробной и противоопухолевой активностью, благодаря чему они нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и медицины. В настоящее время на их основе разрабатываются экологически чистые безотходные технологии получения лекарственных препаратов, пищевых добавок, стимуляторов роста животных, а также современных способов утилизации отходов деревоперерабатывающей, текстильной и сельскохозяйственной промышленности [6]. T. versicolor является продуцентом различных внеклеточных гидролитических и окислительных ферментов, основными из которых являются лакказа, лигнин- и марганец пероксидазы, которые находят широкое использование в различных прикладных целях: получение биопластика, биотопливных элементов, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленностях. Так в Европе и США широко налажено производство фермента лакказы из T. versicolor, который имеет широкое применение в деревоперерабатывающем, бумажном, текстильном производствах, а также медицинских целях при создании тест-систем для обнаружения различных производных фенола в окружающей среде, пищевых продуктах и лекарственных средствах. В традиционной китайской и японской народной медицине целительные свойства Trametes использовались в течение многих столетий. Так, сначала в странах Восточной Азии их применяли в виде настоек и чаев. Но объектами различных исследований они стали лишь начиная с 60-х годов прошлого века. Авторы японских патентов тех лет предлагали в качестве продуцентов следующие виды этого рода: Т. hirsuta, Т. pubescens, Т. versicolor и Т. zonatus Медицинское использование Т. versicolor основывалось на изучении полисахаридбелкового комплекса, выделенного из мицелия, с целью получения лекарства против некоторых форм рака. Японскими и китайскими исследователями как из плодовых тел гриба Т. versicolor, собранных в природе, так и из мицелия различных штаммов Т. versicolor, полученных путем погруженного культивирования, в 1971 году первоначально был получен полисахаропептид крестин (PSK). Спустя 10 лет — полисахаропептид (PSP). На основе этих полисахаридов гриба был получен и хорошо изучен клинически препарат японской биотехнологической фирмы «Sankyo» «Крестин» (PSK), который представляет собой порошок светло или темно-коричневого цвета, безвкусный, хорошо растворимый в воде. Содержит приблизительно 35% углеводов (91% беттаглюкана), 35% белка, остатки аминокислот, сахаров и влагу. PSK — это смесь полисахаридов со средней молекулярной массой около 100 кДа. Крестин (PSK) получают путем многоступенчатой горячей экстракции из мицелиальной массы T. versicolor. Препарат зарекомендовал себя как достаточно эффективный и, что особенно важно, малотоксичный онкостатик при поддерживающей терапии раковых заболеваний, снижающий также гематологическую супрессию, вызываемую другими противоопухолевыми лекарствами, а также как нервоуспокаивающее и болеутоляющее средство. Препараты на основе T. versicolor рекомендованы спортсменам США и Португалии для укрепления иммунной системы, предназначены также для иммунокоррекции и лечения вирусных и онкологических заболеваний домашних животных. Учеными ГУ НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе проведены исследования по изучению противоопухолевой активности водных экстрактов мицелия и суммарных водорастворимых полисахаридных фракций гриба T. Versicolor в опытах in vivo на мышах-гибридах BDF1 с привитым лимфолейкозом Р388 при пероральном введении. Полученные данные свидетельствуют об их достоверной противоопухолевой активности [1, 4]. ЗаключениеВ целом, обзор литературных источников показывает богатый опыт использования плодовых тел базидиальных грибов как источников физиологически активных веществ. Поиск новых продуцентов продолжается и в настоящее время. Расширяются коллекции продуцентов, что дает возможность развития биотехнологии получения новых соединений на основе базидиомицетов, которые будут представлять большой научный и практический интерес. Однако, несмотря на то что, свойства плодовых тел известны давно, определение условий культивирования мицелия и разработка способов его наращивания, определение биохимического состава, оценка различных видов активностей, таких как противоопухолевая и иммуномодулирующая, изучены мало. Эта область еще ждет своих исследователей, и наверняка откроет новые перспективы в фармакологии и биотехнологии. Список использованных источниковЖилинская, Н. Н. Недооцененный потенциал грибов / Н. Н. Жилинская. — Текст : электронный // Биомолекула : [сайт]. — URL: https://biomolecula.ru/articles/nedootsenennyi-potentsial-gribov (дата обращения: 18.03.2022). Захарычев, В. В. Грибы и фунгициды : учебное пособие для вузов / В. В. Захарычев. — 4-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 272 с — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/185951 (дата обращения: 18.03.2022). Мишанин, Ю. Ф. Биотехнология рациональной переработки животного сырья : учебное пособие для вузов / Ю. Ф. Мишанин. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2021. — 720 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/175152 (дата обращения: 18.03.2022). Ооржак, У. С. Научные основы рационального использования трутовика лекарственного : монография / У. С. Ооржак ; под редакцией С. О. Ондар. — Кызыл : ТувГУ, 2020. — 142 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/175192 (дата обращения: 18.03.2022). Основы биотехнологии : учебное пособие / Н. Е. Павловская, И. В. Горькова, И. Н. Гагарина, А. Ю. Гаврилова. — Орел : ОрелГАУ, 2013. — 215 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/71482 (дата обращения: 18.03.2022). Переведенцева, Л. Г. Микология: грибы и грибоподобные организмы : учебник / Л. Г. Переведенцева. — 2-е изд., испр. и доп. — Санкт-Петербург : Лань, 2021. — 272 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/168429 (дата обращения: 18.03.2022). Чхенкели, В. А. Препараты последнего поколения на основе грибов-ксилотрофов рода Trametes: обнаруженные эффекты, механизмы действия и применение : монография / В. А. Чхенкели. — Иркутск : Иркутский ГАУ, 2014. — 255 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/143185 (дата обращения: 18.03.2022). |