Нажмите на эту строку чтобы перейти к Новостям сайта "Русский врач"

Перейти
на сайт
журнала
"Врач"
Перейти на сайт журнала "Медицинская сестра"
Перейти на сайт журнала "Фармация"
Перейти на сайт журнала "Молекулярная медицина"
Перейти на сайт журнала "Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии"
Журнал включен в российские и международные библиотечные и реферативные базы данных

ВАК (Россия)
РИНЦ (Россия)
Эко-Вектор (Россия)

БИОКОЛЛЕКЦИЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПАРАЗИТАРНЫХ ШТАММОВ СПОРЫНЬИ ПУРПУРНОЙ – ОСНОВА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ НОВЫХ ЛИНИЙ, ПРОДУЦИРУЮЩИХ ЭРГОАЛКАЛОИДЫ IN VITRO

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2023-08-03
Номер журнала: 
8
Год издания: 
2023

А.А. Волнин
к.б.н., вед. науч. сотрудник, лаборатория биотехнологии,
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений» (Москва, Россия)
E-mail: volnin.a@mail.ru
Н.С. Цыбулько
к.фарм.н., инженер, лаборатория биотехнологии,
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений» (Москва, Россия)
П.С. Савин
к.б.н., вед. науч. сотрудник, лаборатория биотехнологии,
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений» (Москва, Россия)
С.Б. Мясникова
науч. сотрудник, лаборатория биотехнологии,
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений» (Москва, Россия)
Р.И. Бобылева

Актуальность. Спорынья пурпурная Claviceps purpurea является важным источником лекарственного сырья (эргоалкалоидов). Цель работы – воспроизводство двух коллекционных паразитарных штаммов спорыньи Claviceps purpurea в условиях культивирования in plan-ta на посевах озимой ржи, а также отбор в аксенической культуре, изоляция и субкультивирование пигментированного мицелия с устойчивой способностью к биосинтезу алкалоидов in vitro. Материал и методы. Определение общего содержания алкалоидов проводили спектрофотометрическим методом с реактивом ван Урка. Для качественного и количественного определения алкалоидов использовали тонкослойную хроматографию (ТСХ) с денситометрическим сканированием хроматограмм. Результаты. В рамках поддержания биоколлекции воспроизведено два паразитарных штамма C. purpurea в условиях in planta культивирования на озимой ржи: эрготоксиновый А-6, эрготоксиновый ВКМ-F-2450-D с получением инфекционного конидиального материала в аксенической культуре. Склероции исходного маточного материала содержали от 0,6 до 1 г алкалоидов на 100 г образца для ВКМ-F-2450-D, от 0,5 до 0,7 г на 100 г образца – для А-6; ВКМ-F-2450-D и А-6 содержали от 30 до 40% суммы α-эргокриптина и эргокорнина и приблизительно 20% β-эргокриптина. Склероции новой генерации содержали от 0,31 до 0,76 г алкалоидов на 100 г образца для ВКМ-F-2450-D, от 0,21 до 0,62 г на 100 г образца для А-6, ВКМ- F-2450-D и А-6 содержали от 40 до 62% и от 21 до 66% суммы α-эргокриптина и эргокорнина, от 13 до 22% и от 13 до 36% β-эргокриптина соответственно. Выводы. С помощью отбора в аксенической культуре по признакам пурпурной пигментации и наличия синтеза алкалоидов выделены, изолиро-ваны, и субкультивированы две устойчивые линии (эрготоксиновая А-6-С, эрготоксиновая ВКМ-F-2450-D-С), способные продуцировать эр-гоалкалоиды в условиях in vitro культивирования на агаризованной питательной среде. Накопление и сохранение генетических ресурсов C. purpurea является актуальным, поскольку биоколлекция паразитарных штаммов представляет собой ценный резерв для селекции новых сапро-фитных линий.
Ключевые слова: 
биоколлекция
спорынья
паразитарные штаммы
эргоалкалоиды
Claviceps purpurea
аксеническая культура
мицелий
Для цитирования: 
Волнин А.А., Цыбулько Н.С., Савин П.С., Мясникова С.Б., Бобылева Р.И. БИОКОЛЛЕКЦИЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПАРАЗИТАРНЫХ ШТАММОВ СПОРЫНЬИ ПУРПУРНОЙ – ОСНОВА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ НОВЫХ ЛИНИЙ, ПРОДУЦИРУЮЩИХ ЭРГОАЛКАЛОИДЫ IN VITRO . Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2023; (8): 22-https://doi.org/10.29296/25877313-2023-08-03
Список литературы: 
  1. Волнин А.А., Савин П.С. Разнообразие алкалоидов и виру-лентность спорыньи Claviceps purpurea (Fries) Tulasne: эволюция, генетическая диверсификация, метаболическая инженерия (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2022; 57(5): 852–881. DOI: 10.15389/agrobiology.2022.5.852rus.
  2. Smakosz A., Kurzyna W., Rudko M., Dąsal M. The usage of ergot (Claviceps purpurea (Fr.) Tul.) in obstetrics and gynecology: a his-torical perspective. Toxins, 2021; 13(7): 492. DOI: 10.3390/toxins13070492.
  3. Králová M., Bergougnoux V., Frébort I. CRISPR/Cas9 genome ed-iting in ergot fungus Claviceps purpurea. Journal of Biotechnology. 2021; 325: 341–354. DOI: 10.1016/j.jbio-tec.2020.09.028.
  4. Králová M., Frébortová J., Pěnčík A., Frébort I. Overexpression of Trp-related genes in Claviceps purpurea leading to increased ergot alkaloid production. New Biotechnology. 2021; 61: 69–79. DOI: 10.1016/j.nbt.2020.11.003.
  5. Wong G., Lim L.R., Tan Y.Q., Go M.K., Bell D.J., Freemont P.S., Yew W.S. Reconstituting the complete biosynthesis of D-lysergic acid in yeast. Nature Communication. 2022; 13(1): 712. DOI: 10.1038/s41467-022-28386-6.
  6. Lieberman A., Kupersmith M., Estey E., Goldstein M. Treatment of Parkinson’s disease with bromocriptine. New England Journal of Medicine. 1976; 295(25): 1400–1404. DOI: 10.1056/NEJM197612162952504.
  7. Winblad B., Fioravanti M., Dolezal T., Logina I., Milanov I.G., Popescu D.C., Solomon A. Therapeutic use of nicergoline. Clinical Drug Investigation. 2008; 28(9): 533–552. DOI: 10.2165/00044011-200828090-00001.
  8. Tandowsky R.M. Clinical evaluation of combined hydrogenated er-got alkaloids (hydergine) in arterial hypertension: with special refer-ence to their action in central manifestations. Circulation. 1954; 9(1): 48–56. DOI: 10.1161/01.cir.9.1.48.
  9. Johnson J.W., Ellis M.J., Piquette Z.A., MacNair C., Carfrae L., Bhando T., Ritchie N.E., Saliba P., Brown E.D., Magolan J. Anti-bacterial activity of metergoline analogues: revisiting the ergot alka-loid scaffold for antibiotic discovery. ACS Medicinal Chemistry Letters. 2022; 13(2): 284–291. DOI: 10.1021/acsmedchemlett.1c00648.
  10. Halliwell B., Cheah I. Ergothioneine, where are we now? FEBS Letters. 2022; 596(10): 1227–1230. DOI: 10.1002/1873-3468.14350.
  11. Xiong L., Xie Z., Ke J., Wang L., Gao B., Tao X., Zhao M., Shen Y., Wei D., Wang F. Engineering Mycolicibacterium neoaurum for the production of antioxidant ergothioneine. Food Bioengineering. 2022; 1(1): 26–36. DOI: 10.1002/fbe2.12004.
  12. van der Hoek S. A., Rusnák M., Wang G., Dimitrov Stanchev L., Alves L.F., Jessop-Fabre M.M., Paramasivan K., Hjorth Jacobsen I., Sonnenschein N., Martínez J.L., Darbani B., Kell D.B., Borodi-na I. Engineering precursor supply for the high-level production of ergothioneine in Saccharomyces cerevisiae. Metabolic Engineering. 2022; 70: 129–142. DOI: 10.1016/j.ym-ben.2022.01.012.
  13. van der Hoek S.A., Rusnák M., Jacobsen I.H., Martínez J.L., Kell D.B., Borodina I. Engineering ergothioneine production in Yar-rowia lipolytica. FEBS Letters. 2022; 596(10): 1356–1364. DOI: 10.1002/1873-3468.14239.
  14. Фитопрепараты ВИЛАР: научно-справочное издание / под общ. ред. Т.А. Сокольской. М.: Борус-Пресс. 2009. 255 с.
  15. Бобылева Р.И., Савин П.С. Изучение морфологических и физиолого-биохимических особенностей штамма Claviceps purpurea (Fries) Tulasne BKMF-2641d в сапрофитной культуре. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2021; 24(12): 57–62. DOI: 10.29296/25877313-2021-12-09.
  16. Савина Т.А., Савин П.С., Бобылева Р.И. Экзогенная био-регуляция развития Сlaviceps purpurea (FR.) TUL. (Обзор). Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2018; 21(12): 28–34. DOI: 10.29296/25877313-2018-12-06).
  17. Бобылева Р.И., Савин П.С. Физиологические и тех-нологические аспекты биосинтеза эргоалкалоидов в сап-рофитной культуре Сlaviceps purpurea (Fr.) Tulasne (об-зор). Вопросы биологической, медицинской и фармацев-тической химии. 2019; 22(10): 30–36. DOI: 10.29296/25877313-2019-10-05.
  18. Wong G., Lim L.R., Tan Y.Q., Go M.K., Bell D.J., Freemont P.S., Yew W.S. Reconstituting the complete biosynthesis of D-lysergic acid in yeast. Nature Communication. 2022; 13(1): 712.
  19. DOI: 10.1038/s41467-022-28386-6.
  20. Chen J., Han M., Gong T., Yang J., Zhu P. Recent progress in er-got alkaloid research. RSC Advances. 2017; 7(44): 27384–27396. DOI: 10.1039/C7RA03152A.
  21. Hulvová H., Galuszka P., Frébortová J., Frébort I. Parasitic fun-gus Claviceps as a source for biotechnological production of ergot alkaloids. Biotechnology Advances. 2013; 31(1):
  22. 79–89. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2012.01.005.
  23. Yao Y., Wang W., Shi W., Yan R., Zhang J., Wei G., Liu L., Che Y., An C., Gao S. Overproduction of medicinal ergot alkaloids based on a fungal platform. Metabolic Engineering. 2022; 69: 198–208. DOI: 10.1016/j.ymben.2021.12.002.
  24. Mantle P. Comparative Ergot Alkaloid Elaboration by Selected Plectenchymatic Mycelia of Claviceps purpurea through Sequential Cycles of Axenic Culture and Plant Parasitism. Biology (Basel). 2020; 9(3): 41. DOI: 10.3390/biology9030041.
  25. Шаин С.С. Биологические основы производства сырья спорыньи (Claviceps Purpurea (Fr.) Tul.) в биотехнологи-ческой системе гриб-растение (Обзор). Прикладная био-химия и микробиология. 1996; 32(3): 275–279.
  26. Фонин В.С., Сидякина Т.М., Шаин С.С., Озерская С.М., Павлова Е.Ф. Изучение условий хранения промышленных штаммов паразитарной культуры спорыньи. Прикладная биохимия и микробиология. 1996; 32(4): 406–410