Красноярск, Красноярский край, Россия
Красноярск, Красноярский край, Россия
с 01.01.2009 по настоящее время
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Красноярск, Красноярский край, Россия
Кемерово, Россия
с 01.01.2022 по настоящее время
Кемеровский государственный медицинский университет
с 01.01.2008 по 01.01.2023
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Красноярск, Красноярский край, Россия
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.
светящиеся высшие грибы, базидиомицеты, светящийся мицелий, грибные люминесцентные системы, кофейная кислота, гиспидин, восстановленные пиридиновые нуклеотиды
1. Shimomura O. Bioluminescence: chemical principles and methods. Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2006, 470 p.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
