Разработка методов селекции и повышения продуктивности штаммов-продуцентов эргоалкалоидов в сапрофитных условиях культивирования

• Автор: Барсегян, Антон Геворкбекович
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Краткая характеристика алкалоидов

1.2. Эргоалкалоиды

1.2.1. Классификация и химическое строение эргоалкалоидов

1.2.2. Физикохимические свойства эргоалкалоидов

1.3. Биологическая активность эргоалкалоидов

1.3.1. Применение эргоалкалоидов в медицине

1.4. Распространенность эргоалкалоидов в природе

1.5. Биосинтез эргоалкалоидов
1.6. Источники и способы получения эргоалкалоидов
1.6.1. Паразитарная культура спорыньи как источник для получения эргоалкалоидов
1.6.2. Получение эргоалкалоидов посредством полного или частичного химического синтеза
1.6.3. Сапрофитная культура спорыньи как источник для получения эргоалкалоидов
1.7. Получение штаммовпродуцентов эргоалкалоидов
1.7.1. Экзогенная регуляция биосинтеза эргоалкалоидов регуляторами роста
1.7.2. Регуляция биосинтеза эргоалкалоидов на уровне предшественников
1.7.3. Регуляция биосинтеза эргоалкалоидов по принципу обратной связи
1.7.4.Получсние штаммовпродуцентов эргоалкалоидов посредством индуцированного мутагенеза
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Получение мицелиально растущей культуры гриба спорыньи эргокриптинового штамма
2.2.Морфофизиологические исследования
2.3. Биохимические исследования
2.4. Мутагенез
2.5. Селективные агенты
2.6. Фиторегуляторы
2.7. Условия асептики
2.8. Планирование экспериментов и методы статистической обработки данных
ГЛАВА 3. МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ САПРОФИТНОЙ КУЛЬТУРЫ ГРИБА СПОРЫНЬИ
ЭРГОКРИПТИНОВОГО ШТАММА ПРИ РОСТЕ НА ТВЕРДОМ И ЖИДКОМ ПИТАТЕЛЬНОМ СУБСТРАТЕ
3.1. Морфофизиологическая характеристика гриба спорыньи в сапрофитных условиях культивирования на твердом питательном субстрате
3.2. Морфофизиологическая характеристика гриба спорыньи в условиях глубинного культивирования
3.3. Биохимическая характеристика гриба спорыньи в сапрофитных условиях культивирования
3.3.1. Определение содержания пептидных эргоалкалоидов в мицеллиальной культуре С.
3.3.2. ределение содержания предшественников синтеза эргоалкалоидов аминокислот в мицеллиальной культуре С. ГЛАВА 4 ЭКЗОГЕННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ БИОСИНТЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ С. РЕГУЛЯТОРАМИ РОСТА
4.1. Изучение экзогенного воздействия гормоноподобных эффекторов рстардантного действия на рост, морфологию и биосинтетическую активность сапрофитной культуры С.
4.2. Изучение экзогенного воздействия гибберелловой кислоты на рост, морфологию и биосинтетическую активность сапрофитной культуры С.
4.3. Изучение совместного влияния гормоноподобных эффекторов ретардантного действия и стимулятора роста гибберелловой кислоты на рост и биосинтетическую активность сапрофитной культуры С.
4.4. Исследование возможности использования биодеградируемых наносомальных систем доставки регуляторов роста
ГЛАВА 5 МУТАГЕНЕЗ И НАПРАВЛЕННАЯ СЕЛЕКЦИЯ
5.1. Отработка плотности конидий исходной культуры для проведения селекционных работ
5.2. Определение оптимальных доз мутагенов
5.2.1. Выбор эффективных доз мутагенов по влиянию на рост и морфологические характеристики С.
5.2.2. Выбор эффективных доз мутагенов по влиянию на биосинтез индольных производных в сапрофитной культуре С.
5.3. Индуцированный мутагенез УФ облучением интенсивностью 1,5 бакт
5.3.1. Характеристика вариантных линий С. , полученных в результате ингибирующего воздействия и сек. УФ облучения интенсивностью 1,5 бакт
5.3.2. Характеристика вариантных линий С. , полученных в результате сублетального воздействия сек. УФ облучения интенсивностью 1,5 бакт
5.3.3.Ступенчатый мутагенез
5.4. Направленная селекция
5.4.1. Селекция с использованием 5МТ в качестве селективного фактора
5.4.2. Селекция с использованием эргокриптина в качестве селективного фактора
5.5. Исследование ростовых, морфологических и биосинтетических характеристик гриба С. вариантной линии Е в условиях глубинного культивирования на питательной среде с оптимальной концентрацией ГК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 5 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ГК гибберелловая кислота
ДМСО диметилсульфоксид 5МТ 5 метил,триптофан ССС хлорхолинхлорид ТСХ тонкослойная хроматография УФ ультрафиолет
2ХЭФК 2хлорэтилфосфоновая кислота ЯМР ядерный магнитный резонанс
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


На сегодняшний день выделено и синтезировано несколько тысяч алкалоидов, многие из которых обладают специфической биологической активностью, что позволяет широко их использовать в медицине. Структурное многообразие и относительная доступность алкалоидов позволяют широко использовать их в качестве модельных соединений при изучении взаимосвязи структуры с физиологической активностью или физикохимическими свойствами ,,,6. Свое название они получили по тривиальному наименованию своих основных продуцентов грибовпаразитов злаков из рода vi , спорынья. История изучения и практического применения эргоалкалоидов насчитывает не одно столетие, однако наиболее продуктивный период исследований приходится на XX в. Эргоалкалоиды представляют собой группу природных биологически активных соединений, которая по общеалкалоидной классификации относится к классу производных индола. Структурной основой алкалоидов спорыньи является наличие тетрациклической кольцевой системы эрголена, или в некоторых случаях небольшой модификации этой кольцевой системы рис. Эрголин . Эргоалкалоиды принято разделять на два основных класса. Первый из них представляют пептидные эргоалкалоиды производные лизергиновой кислоты, второй содержит простейшие клавиновые алкалоиды. Ряд исследователей выделяют в самостоятельный третий класс простые производные лизергиновой кислоты, не относящиеся к пептидным эргоалкалоидам ,,5,7,8,2,4. Вес классы эргоалкалоидов родственны по их биогенезу . Биосинтез
клавиновых алкалоидов родственен биосинтезу простых производных лиэергиновой кислоты. На высшей ступени биогенеза стоят пептидные эргоалкалоиды ,,,,,6. Класс пептидных эргоалкалоидов, как и класс простых производных лизергиновой кислоты, содержит в молекуле фрагмент лизергиновой кислоты, что объединяет оба класса по многим физикохимическим свойствам. Отдельные представители этого типа соединений различаются но строению заместителя в кислотном радикале лизергиновой кислоты ,,5,4,4. Все производные лизергиновой кислоты, выделенные на сегодняшний день, являются амидами лизергиновой кислоты, в которых амидная част может быть представлена небольшим пептидом или простейшим алкиламидом ,,,,,9,5. Класс эргопептидов подразделяется на два основных типа. Первый тип получил название эргопептины классические циклические эргоалкалоиды, или циклопептиды, которые в качестве заместителя в кислотном радикале лизергиновой кислоты содержат оксазололирроллиразиновую систему циклол. Эргопептины относят к наиболее распространенному в природе типу пептидных эргоалкалоидов ,, 9. Второй тип пептидных эргоалкалоидов представляет группа лактамных эргоалкалоидов эргопептамы, у которых заместителем является дикстопиперазинпептидная группировка. Предполагается, что эргопептамы образуются в процессе конкурентной эпимеризации на последней стадии биосинтеза циклопептидов ,,9. Классические пептидные эргоалкалоиды содержат модифицированный трипептид, в состав которого входят 1 пролип 2 агидроксиаамино кислота, которая претерпела циклообразование с карбоксильным атомом углерода пролина 3 аминокислота, характеристичная для каждого конкретного пептидного эргоалкалоида фенилаланин, лейцин, изолейцин или валин рис. I
Рисунок 1. Структурное разнообразие этих пептидных производных обуславливается заместителями в положениях 2 и 5 циклической пептидной части. Эргоалкалоиды, у которых заместитель в положении 2 представлен вторичным пропильным радикалом, принято называть эрготоксиновыми, так как в начале их выделяли в виде смеси, которую называли эрготоксин . Следует отметить, что лизергиновая кислота и ее производные кроме дигидролизергиновой кислоты легко эпимеризуются но восьмому положению при различных условиях с образованием изолизергиновой кислоты и ее производных. Следовательно, производные скгшзергиновой кислоты превращаются в алкалоиды слизергинового ряда. Последние отличают посредством окончания инин вместо ин так, например эрготаминин является С8 эпимером эрготамина табл. Таблица 1. Основные представители эргопептинов.