КОФЕЙНАЯ КИСЛОТА СТИМУЛИРУЕТ СВЕЧЕНИЕ МИЦЕЛИЯ ВЫСШИХ ГРИБОВ NEONOTHOPANUS NAMBI, ARMILLARIA BOREALIS IN VIVO
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В экспериментах in vivo установлено, что добавки кофейной кислоты к пеллетам светящегося мицелия высших грибов Neonothopanus nambi и Armillaria borealis стимулируют быстрое и значительное (на порядок и более) увеличение интенсивности их световой эмиссии. Высказано предположение, что наблюдаемый эффект активации грибного свечения может быть опосредован окислением кофейной кислоты ферментами лигнинолитического комплекса базидиомицетов (в частности, пероксидазами) с излучением квантов видимого света. При этом в параллельных экспериментах in vivo было показано, что добавки гиспидина (предшественник люциферина реакции светоизлучения высших грибов) не влияли на интенсивность световой эмиссии мицелия. В то же время, в исследованиях in vitro установлено, что кофейная кислота существенным образом подавляет активированную НАДФН и гиспидином реакцию излучения люминесцентных систем, выделенных из мицелия базидиомицетов N. nambi и A. borealis. Ингибирующий эффект кофейной кислоты рассматривается и обсуждается в работе с позиций понятия классической биохимии об ингибировании фермента продуктом реакции по принципу обратной отрицательной связи. В целом, результаты проведенных исследований развивают и дополняют представления о механизмах светоизлучения высших грибов и свидетельствуют в пользу того, что генерация квантов видимого света в базидиомицетах может осуществляться разными биохимическими путями с участием разных ферментов (или ферментных систем). Установление механизма стимуляции биолюминесценции высших грибов in vivo кофейной кислотой является приоритетной задачей дальнейших исследований.

Ключевые слова:
светящиеся высшие грибы, базидиомицеты, светящийся мицелий, грибные люминесцентные системы, кофейная кислота, гиспидин, восстановленные пиридиновые нуклеотиды
Список литературы

1. Shimomura O. Bioluminescence: chemical principles and methods. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2006, 470 p.; DOI: https://doi.org/10.1142/6102; EDN: https://elibrary.ru/WTBIGX

2. Desjardin D.E., Oliveira A.G., Stevani C.V. Fungi bioluminescence revisited. Photochemical and Photobiological Sciences, 2008, vol. 7, no. 2, doi:https://doi.org/10.1039/b713328f.; ; EDN: https://elibrary.ru/ALHXFL

3. Bondar V.S., Shimomura O., Gitelson J.I. Luminescence of higher mushrooms. Journal of Siberian Federal University. Biology, 2012, vol. 4, no. 5, pp. 331-351.; EDN: https://elibrary.ru/PVBEWV

4. Ke H.-M., Tsai I.J. Understanding and using fungal bioluminescence – recent progress and future perspectives. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry, 2022, vol. 33, art. 100570, doi:https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2021.100570.; ; EDN: https://elibrary.ru/AHGIGF

5. Purtov K.V., Petushkov V.N. et al. The chemical basis of fungal bioluminescence. Angewandte Chemie International Edition, 2015, vol. 54, no. 28, doi:https://doi.org/10.1002/anie.201501779.; ; EDN: https://elibrary.ru/UGJNWT

6. Kotlobay A.A., Sarkisyan K.S. et al. Genetically encodable bioluminescent system from fungi. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, vol. 115, no. 50, doi:https://doi.org/10.1073/pnas.1803615115.; ; EDN: https://elibrary.ru/ABLLVA

7. Mitiouchkina T., Mishin   A.S. et al. Plants with genetically encoded autoluminescence. Nature Biotechnology, 2020, vol. 38, no. 8, doi:https://doi.org/10.1038/s41587-020-0500-9.; DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-020-0578-0; EDN: https://elibrary.ru/KPTLXE

8. Ronzhin N.O., Posokhina E.D., Mogilnaya O.A., Puzyr A.P., Gitelson J.I., Bondar V.S. Cytochrome P450 system may be involved in the light emission of higher fungi. Russian Journal of Biological Physics and Chemistry, 2022, vol. 7, no. 2, doi:https://doi.org/10.29039/rusjbpc.2022.0522.; ; EDN: https://elibrary.ru/RMMYNG

9. Teranishi K. Second bioluminescence-activating component in the luminous fungus Mycena chlorophos. Luminescence, 2017, vol. 32, no. 2, doi:https://doi.org/10.1002/bio.3165.; ; EDN: https://elibrary.ru/WKLYRG

10. Teranishi K. A combination of NADHP and hispidin is not essential for bioluminescence in luminous fungal living gills of Mycena chlorophos. Luminescence, 2017, vol. 32, no. 5, doi:https://doi.org/10.1002/bio.3265.; ; EDN: https://elibrary.ru/YDKCZI

11. Teranishi K. Trans-3-hydroxyhispidin is not an actual bioluminescence substrate in pileus gills of the luminous fungus Mycena chlorophos. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2018, vol. 504, no. 1, doi:https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2018.08.153.; ; EDN: https://elibrary.ru/VITKGJ

12. Mogilnaya O.A., Ronzhin N.O., Artemenko K.S., Bondar V.S. Morphological properties and levels of extracellular peroxidase activity and light emission of the basidiomycete Armillaria borealis treated with β-glucosidase and chitinase. Mycosphere, 2017, vol. 8, doi:https://doi.org/10.5943/mycosphere/8/4/11.; DOI: https://doi.org/10.5943/MYCOSPHERE/8/4/11; EDN: https://elibrary.ru/XXPIEX

13. Mogilnaya O., Ronzhin N., Posokhina E., Bondar V. Extracellular oxidase from the Neonothopanus nambi fungus as a promising enzyme for analytical applications. The Protein Journal, 2021, vol. 40, no. 5, doi:https://doi.org/10.1007/s10930-021-10010-z.; ; EDN: https://elibrary.ru/HQNNNG

14. Bondar V.S., Puzyr A.P., Purtov K.V., Petunin A.I., Burov A.E., Rodicheva E.K., Medvedeva S.E., Shpak B.A., Tyaglik A.B., Shimomura O., Gitelson J.I. Isolation of luminescence system from the luminescent fungus Neonothopanus nambi. Doklady Biochemistry and Biophysics, 2014, vol. 455, no. 1, doi:https://doi.org/10.1134/S1607672914020045.; ; EDN: https://elibrary.ru/SKSZMV

15. Puzyr A.P. Medvedeva S.E., Artemenko K.S., Bondar V.S. Luminescence of cold extracts from mycelium of luminous basidiomycetes during long-term storage. Current Research in Environmental and Applied Mycology, 2017, vol. 7, doi:https://doi.org/10.5943/cream/7/3/9.; ; EDN: https://elibrary.ru/PRZLOH

16. Airth R.L., McElroy W.D. Light emission from extracts of luminous fungi. Journal of Bacteriology, 1959, vol. 77, doi:https://doi.org/10.1128/jb.77.2.249-250.1959.

17. Airth R.L. Foerster G.E. The isolation of catalytic components required for cell-free fungal bioluminescence. Archives of Biochemistry and Biophysics, 1962, vol. 97, doi:https://doi.org/10.1016/0003-9861(62)90124-8.

18. Puzyr A.P., Medvedeva S.E., Burov A.E., Zernov Yu.P., Bondar V.S. Detection of hispidin by a luminescent system from basidiomycete Armillaria borealis. Doklady Biochemistry and Biophysics, 2018, vol. 480, no. 1, doi:https://doi.org/10.1134/S1607672918030146.; ; EDN: https://elibrary.ru/YCDZXV


Войти или Создать
* Забыли пароль?