Министерствообразования РФ
Санкт-Петербургскийтехнологический институт
Кафедрамикробиологического синтеза
Реферат
Тема:Биологически активные вещества грибовВыполнил: Шилов С.Д. гр.295 курс 4
С-Петербург
2002г.
Оглавление:
Антибиотики…………………………………………………………3
Стимуляторыроста……………………………………………..7
Витамины……………………………………………………………….10
Списокиспользованной литературы……………..11
Антибиотики.
Историяантибиотиков началась с открытия сделанного английским учёным-бактериологомАлександром Флемингом. Однажды он столкнулся с интересным явлением. У него влаборатории была большая коллекция различных микробов, растуших в чашках Петрена питательной среде. Его внимание привлекла одна из чашек, на краю которойпоявилась плесень, а все колонии микроорганизмов, находившиеся поблизостипогибли. У Флеминга возникла мысль, что плесень распространяет вокруг себянекое вещество, способное убивать микробов. И начал специально вносить этуплесень в чашки с колониями микробов, вскоре им было установлено, что этаплесень действительно обладает антимикробным свойством. Вещество, выделяемоеплесневелым грибком, он назвал пенициллином. Открытие сделанное Флемингом в1929 году, осталось незамеченным. До этого русские учёные А. Г. Полотебнов и В.А. Манасенин так же обнаружили удивительное свойство этой плесени и с успехомприменяли её для лечения ран и язв. Всё это подтверждало правильность мыслиФлеминга. В то время пенициллин не был выделен в чистом или концентрированном виде,а сама плесень производила слабое действие, и применять её было очень неудобно.Только 1940 году пенициллин был выделен в концентрированном очищенном видеангличанами Флори и Чейну. В том же году был проведён успешный опыт на мышах. Однако прошло ещё 2 года прежде чемпенициллин стали применять для лечения людей. (3)
Антибиотики – специфические продуктыжизнедеятельности некоторых видов грибов, которые задерживают или полностьюподавляют рост других видом микроорганизмов. В переводе с греческого означает«против жизни». Следовательно, антибиотики – это вещества, обладающиетоксическим действием их продуцентов, которые обладают токсическим свойством поотношению к другим микроорганизмам. Поэтому антибиотики можно считать токсинамибактерий и других микроорганизмов. Понятие антибиотиков не точно так какизвестны многие антибиотики обладающие токсическим действием на организм человека и животных. Образование антибиотиков является одной изформ проявления антогонизма. По спектрудействия на определённые виды микроорганизмов различают антибиотики широкогоспектра действия на грамположительные играмотрицательные, кислотоустойчивыевиды бактерий, мицелиальных грибов, дрожжей, актиномицетов, возбудителейзаболеваний человека, животных, растений, а так же антибиотики вирусов и клетокзлокачественных опухолей. Антибиотики узкого спектра действия оказываюттормозящее или губительное действие только на определённые виды или группымикроорганизмов. (5)
Почва являетсяне только резервуаром, но и местообитанием грибов. В связи с изменением составагрибов, в зависимости от типа почвы, географического положения, состава фазроста растительности и многих других факторов соответственно изменяется числовидов грибов и активность образования ими антибиотиков в почве. Образованиеантибиотиков грибами, как и другими организмами, имеет эволюционноприспособленный характер и тесно связано с общими процессами метаболизма грибовв природе и при культивировании. Стабильность образования их, образуемыхразличными видами грибов, неодинакова, например, патулин, образуемый грибамисерии Penecillium urticae, образуется более стабильно, чемпенициллин, который имеет сравнительно узкий круг действия, но в тоже времяпенициллин более широко распространён в природе. Это позволяет предположить,что в сохранении ограниченнораспространённых видов образование антибиотиков играет определенную роль вбиологии грибов. Допустимо и другое предположение, что образование антибиотиковшироко распространёнными видами грибов, обладающих узким спектром действия,может быть полезно грибу в определённых экологических условиях, при пораженииопределённых субстратов. Возникновение способности антибиотикообразования ироли образуемых антибиотиков в биологии видов – продуцентов – в природеобусловлено многими факторами ибиологическими особенностями грибов продуцентов. С другой стороны, большаяпластичность грибов и изменчивость процессов их метаболизма в зависимости отусловий культивирования позволяет направленно регулировать биосинтезопределённых антибиотиков, которые нередко в природных условиях необразуются.
Антибиотики взависимости от концентрации могут задерживать рост чувствительныхмикроорганизмов (бактериостатическое действие), вызывать их гибель(бактерицидное действие) или растворять их (литическое действие). Различныеантибиотики специфически ингибируют определённые метаболические процессымикробной клетки – синтез звеньев клеточной стенки (пенициллин,цефалороспорин),, нарушают функцию клеточной мембраны (нистатин, грамицидин),обмен РНК (актиномицин, стрептомицин), обмен ДНК (актидион, гризеофульвин),синтез белка (оксистрептомицин), дыхание (патулин), окислительногофосфорелирования и многих других биохимических процессов в организме. (4)
Цитрин –одноосновная кислота, которая является кислородосодержащим гетероциклическимсоединением, имеет вид золотистых кристаллов. Он задерживает рост главнымобразом грамположительных и кислотоустойчивых бактерий. Губительно действует наStaph. Aureus, Basillus anthracis, Vibro cholerae, Mycobacterium tuberculosis, задерживает рост Streptococcus pyogenes, малочуствительны к нему Salmonela entiritides, E. Coli, Shig dusenteriae, Salm. Thyphimurinum.
Пенициллины –сильные одноосновные карбоксильные кислоты, котрые содержатгамма-лактамтитиазолидиновое кольцо с различными боковыми радикалами. Кпенициллину чувствительны главным образом грамположительные гноеродные бактерииСтафилококки, Стрептококки, некоторые спорообразующие Бациллы. Устойчивы к пенициллину грамотрицательные икислотоустойчивые бактерии, грибы, риккетсии, вирусы.
Нотаин. Нотаинимеет широкий спектр действия как на грамположительные так и награмотрицательные бактерии, оказывая бактерицидное действие. Антибактериальноедействие его проявляется при значительно большей плотности бактерий в среде,чем у других антибиотиков.
Гризеофульвин.Гризеофульвин обладает характерным физиологическим действием на грибы,клеточные оболочки в которых содержится хитин, вызывает их скручивание иостановку роста, обладает антигрибными свойствами, оказывая фунгистатическоедействие на многочисленные виды зигомицетов, сумчатых (кроме дрожжей),базидиальных и несовершенных грибов при низких концентрациях. Считаетсяпрактически нетоксичным для растительных и живых тканей. Быстро всасываетсякорнями растений, аккумулируясь в тканях. (5) (2)
Стимуляторыроста.
Многие видысапрофитных и фитопатогенных грибов в процессе жизнедеятельности и приопределённых условиях культивирования выделяют в значительном количестве такиевещества, как ауксины, гиббереллины и витамины.
Вещества,которые в малых концентрациях стимулируют, изменяют процессы роста и развитиярастений, называют ростовыми веществами или регуляторами роста. На процессыроста и развития могут влиять многие метаболиты, например, ряд органическихкислот, аминокислот, но их действие строго специфично.
Открытиестимуляторов роста типа ауксинов в 30-х годах привело к установлению группысоединений, которые относятся к бета-уксусной кислоте. Ауксины образуются впроцессе метаболизма многих грибов и проявляют стимулирующее действие на рост иразвитие растений. В растительном мире ауксины обычно содержатся в точках ростаи принимают участие в процессах роста растений, прорастания семян и тропизмах.Соединения группы ауксинов образуют многие виды почвенных грибов иактиномицетов.
Гиббериллиныявляются специфичными стимуляторами роста, которые образуются Fusarium moniliforme, F.oxysporum и другими грибами.
Впервыегиббереллины били обнаруженя в 1935 году при изучении распространённого тогда вЯпонии вредоносного заболевания риса, вызываемого Fusarium moniliforme, который является конидиальной стадиейгриба Gibberella fujikuroi. Заболевание проявлялось в том, что умногих растений наряду с нормальными появлялись удлиненные побеги с болееузкими листьями, удлиненными междоузлиями. Они имели укороченные колосья,которые раньше выбрасываются и зацветают, что приводило к резкому снижениюурожая. Было установлено, что если проростки риса обработать стерильнымифильтрами с F. Moniliforme, то они начинают вытягиваться и по мере созревания становятся похожими набольные растения в естественных условиях. Так было доказано, что заболеваниевызывают вещества, находящиеся в культуральной жидкости гриба. Они в большихразведениях, порядка 10^(–4) – 10^(– 11) значительно увеличивают рост растенийтоматов, табака, гороха и др.
Гиббереллиныотносятся к алициклическим соединениям флуоренового ряда, основой их структурыявляется гиббан. Гибберелиновая кислота – один из наиболее биологически активных гибберилинов. Одним из характерыхособенностей биологического действия является удлинение стебля без увеличениячисла междуузлий. Это свойство наиболее чётко проявляется у карликовых сортоврастений.
Удлинениемеждуузлий в опытах с обработкой гиббереллином сопровождается уменьшениемдиаметра стебля и числасосудисто-волокнистых пучков. В ряде случаев, в зависимости от концентрации,наблюдается усиление вращательного движения стеблей, изменение форм листьев,стимуляция роста усиков, задержкаформирования листьев и др. У одних растенийгиббереллин может вызвать сокращение числа боковых побегов и удлинениеглавного, у других, наоборот, увеличение боковых и междуузлий на них. Например,малые дозы гиббереллина снимают у карликовых растений генетический признаккарликовости, а так же физиологическую и патологическую карликовость.
Наряду свыраженным действием гибберилина на изменение морфологии растений, он оказываетвлияние на многие стороны обмена веществ — изменение содержания углеводов, азотистых веществ, активностьферментов, изменяет активность фотосинтеза. Однако характер и уровень указанныхизменений зависит от дозы гиббереллина и условий питания растений.
После обработкирастении гиббереллином озимые культуры могут плодоносить без прохождения стадиияровизации, двухлетние растения длинного дня зацветают на первый год,получаются бессемянные плоды томатов и бескосточковые ягоды некоторых видоввинограда, значительно увеличивается их урожайность.
Таким образом,гиббереллины, продукты метаболизма определённых видов грибов, представляютспецифическую группу ростоактивизирующих веществ, отличных от ауксинов.Взаимосвязь этих двух типов регуляторов роста в растениях разнообразна имногогранна – под влиянием гиббереллина увеличивается образование ауксинов врастениях. Гиббереллины могут ингибировать активность некоторых ферментов,инактивизирующих ауксины.
Гиббереллины,как и другие биологически активные вещества могут проникать в ткани растенийчерез корневую систему. Источником их могут быть грибы, обитающие на корняхрастений, например, фузарии. В процессе жизнедеятельности фитосимбиотрофныевиды грибов, которые синтезируют ауксины и гиббереллины, могут проникать вклетки корня растений и передвигаться в нутрии него. Например, при оперделённыхусловиях мицелий гриба Fusarium moniliforme по сосудистым пучкам корня кукурузы растётдо 15-25 см от корневой шейки, при этом видимые признаки заболеванияотсутствуют. (4)
Витамины.
Некоторые видыгрибов по отношению к витаминал являются ауксотрофами (для роста им необходимывитамины), другие же ауксоавтотрофами (способны в процессе жизнедеятельностисинтезировать витамины).
Витаминообразование корнеобитающих грибов стимулируеткорнеобразование растений. Некоторые витамины синтезируемые грибами взависимости от условий роста могут выделяться в культуральную жидкость илинакапливаться в мицелии грибов. Витамины группы В отмечены в мицелии икультуральной жидкости пенициллов, фузарии выделяют тиамин, биотин, пиридоксин,никотиновую и пантотеновую кислоты, аспергиллы аккумулируют в клетках иливыделяют в окружающую среду значительные количества тиамина, рибофлавина. Такимобразом, образование витаминов у грибов зависит от штамма продуцента и условийкультивирования. (1)
Списокиспользованной литературы:
1) «Введениев альгологию и микологию» Ю.Т. Дьяков издательство московского университета2000 г.
2) «Биотехнология»изд. «Мир» Москва 1988 г.
3) «Советскаяэнциклопедия» изд. «Просвещение» Москва 1966 г.
4) «Основыобщей микологии» В.И. Билай изд. «Высшая школа» Киев 1980 г.
5) «Антибиотики»том 2 Тадеш Кожмбский Варшава 1969