Ergot paspalovaya - toksinobrazuyuschie mikroskopskih gliv

Claviceps paspali Stev. et Hall.-ergot paspalovaya
Klavitsepspaspalitoksikoz (Clavicepspaspalitoxicosis)
Razdeljen v Paspalum vrste v tropskih in subtropskih državah. Zastrupitve pojavljajo živali na pašnikih in v ohišju, ko krmijo s senenim sklerociji glive. Takšna zastrupitve je prišlo, na primer, v Avstraliji, na Novi Zelandiji, v Afriki, Južni Ameriki, ZDA, Turčije in drugih. V ZSSR, prvič poročali leta 1942 na obali Črnega morja zahodne Gruzije o Paspalum digiiaria in P. dilatatum.
Pri govedu, so opazili konji in osli bolezen, znano pod imenom "kravata" (Magradze, 1948).
Po Salikova (1944), pri konjih, ki se pojavi zastrupitev v hujši kot pri govedu in prašičih. V svoji najhujši obliki se pojavi v podhranjenih živali in telet. Bolne živali, dovzetne za ponovno okužbo. Bolezen se razvije v 2-6 dneh po začetku hranjenje kontaminirano krmo (trave).
Strupeno dejanje snovi glive na centralni živčni sistem živali. Prvi znak bolezni - motnje koordinacije. Potem, konji pojavijo mišični tremor, depresija in omejitev gibanja, telo zibala naprej in nazaj na stran. Krave so označeni začasno slinjenje, nestabilnost v hoje, plahosti, nekaj - razširjene zenice, razdražljivost. Telesna temperatura ostaja normalna ali pade pod normalno. Hiperemika sluznica v ustih. Pulse šibko polnjenje. Peristaltiko nekoliko okrepila. Glede na trajanje bolezni (od 2-3 dni 1-2 mesece ali dlje) živali debelosti zmanjšano za dokončanje izčrpanosti. Zmanjšana mlečnost. Toda mesa in mleka okuženih živali na ljudi, so neškodljive.
Na obdukciji so ponavadi najdemo lokalne kontaktne lezije želodčne sluznice, degenerativne spremembe v srčno mišico in limfni hiperplazija, zlasti mezentrialni, zhelez- na vnete sluznice želodca, so eritematozne območja in v manjših količinah, petehialne krvavitve. Izrazitejše goriščno hiperemije in kontaktne krvavitve v sluznici tankega črevesa. Sluznice debelega črevesa in slepo črevo osrednja hiperemija in včasih hemoragični vnetje. Obstaja injekcija hrbtnega in cerebralne vaskularne ter jetrne parenhimske degeneracija.
Po dveh ali treh dneh po spremembi posamičnih živali opomore.

Sl. 13. Struktura nekaterih alkaloidov C /, purpurea:
in - tetraciklični nucleus ergot alkaloidi, 6 - derivati ​​lisergične kisline, - derivati ​​clavine alkaloidov.
Preventivni ukrepi proti bolezni, so v začetku uživale sena, da nastane conidial fazi (sfatselii) in sklerocijev, preprečuje hranjenje okuženih rastlin, uničenje paspaluma (Paspalum) v grmovju in m. P.
Če opozoriti zastrupitve CL paspali govedo, konje in ovce, ki so zreli sklerociji manj strupene.
kot mlajši, vendar je bolj strupen kot glive v koraku sfatselii (Pido Plichko, 1953).
Veliko dela, namenjena proučevanju različnih vidikov biologije rožičkov in ergotizma, glivično ekologije, občutljivost različnih sort rži za okužbo, pogoji umetne okužbe, vpliv različnih pogojev o strupenosti sklerocijevalidelcev, kemijska narava ergotoxine et al. Ali so bili pomemben napredek v študiju kemije in farmakologije ergotoxine V zadnjih letih, kot tudi metodi saprofitske glive kulture.
Trenutno veliko število toksinov opisano ergot alkaloidi in njihovi derivati ​​posedovanja visoko biološko aktivnost in se široko uporablja v medicini. klavinalkaloidami, njihovi derivati ​​in peptidni alkaloidi, derivati ​​lisergične kisline: ergot alkaloidi dveh glavnih vrstah zastopnika. Struktura te vrste vključujejo številne podobne, vendar različne strukture in lastnosti toksina (sl. 13).
Alkaloidi tipa Clavinova, ki ima na spodnjem delu ergolinske (argoklavin, elimoklavin et al.), Dokaj preprost strukturo z molekulsko maso okoli 250. V Saprofitske kulture so razmeroma enostavna. Bolj zapletena toksinogenez tipa alkaloidi polipeptid, ki ima sestavo lisergična in isolysergic kisline. Molekulska masa teh alkaloidov približno 600 so označeni pretežno v micelij C /, purpurea. Toksinogenez formation in ergot alkaloidov v Saprofitske kulture na površinske in globoke kultiviranja metod so preučevali številni avtorji (Abe sod., 1953, 1955, 1961, Taber 1966-, 1957- Taylor et al., 1960, idr.).
Neklavinovye alkaloidi zastopnika epimerne parova - amidne derivate lisergična in isolysergic kisline. Imajo biološko aktivnost derivatov lisergične kisline.
Lisergične kisline vsebuje kinolin in indola struktury- Prisotnost slednjih značilnosti je sinefioletovoe obarvanja rešitve z glioksilne in koncentrirane žveplove kisline, ki se uporablja v kvalitativno in kvantitativno določanje ergotal oidov cal.
Enostavnejša derivati ​​amida lisergična kisline (Ergometrin in ergometrinin) tvorijo vrsto spojin, pridobljenih iz policikličnim peptidne verige (ergotamin in ergotaminin) - drugo serijo (tabela 1).
Trenutno številni derivati ​​opisani clavine alkaloide lizergovo in izoliramo iz sklerocijev Saprofitske kulture ali C /, paspali in C /, purpurea, ki se razlikuje farmakološkimi, strupene in druge lastnosti. Tako ergotoxine, ergotamin, ergozin akt o gladkem mišičju, zožuje učenec krvne žile, ki povzroča podhranjenost tkiva (cianozo in gangrene), motorna paralize ati razumevanjem živcev. Ergometrin v veliki meri zmanjšuje mišic maternice, vendar manj strupene (ne povzroči gangreno).
Določitev toksinov, proizvedenih z različnimi metodami: farmakoloških, kemijske reakcije in obarvanih z intenzitete fluorescence, UV-spektrometrijo in kromatografijo (Vining, Taber, 1963).
Tabela 1
Kratek opis nekaterih alkaloidov r. purpurea

Dobljeni sevi CZ |. Purpurea tvorbo parazitskih in saprofitske kultur pretežno clavine alkaloide ali alkaloide lizergovo kislino.
Vining in Taber (Taber, Vining, 1960) smo proučevali v saprofitskih kultura ergotalkaloidobrazuyuschie lastnosti seva pri 41 C /. purpurea, ekstrahirana iz različnih rastlin, Aspergillus flavus, Coniothyrium fuckelii, Ustilago bulata, U. trebouxii, U. maydis, Penicillium roqueforti.
Treba je omeniti, zaznavne sevov znesek ergotoxine pri 18 C /. purpurea in oblikovanje v P. roqueforti snovi so podobni Rf vrednosti za elimoklavinom in penniklavinom argoklavinom. Iz obravnavanega vira ogljika najbolj primeren za tvorbo alkaloidov izkazal galaktoze primesi z glyukozy- rasti ni opaziti v mediju z glukonata in dulcitol. Kot viri dušika, amonijevega izkazala bolj primeren jantarno kislino, sojine moke, sečnina, ekstrakt kvasovk. Na mediju s kalijevim nitratom, sečnine in / -triptofanom kot edinim virom dušika, rast glive niso opazili, vendar z dodatkom 500 mg / l -triptofan - gojišču z amonijevim sukcinat
ergotoxine izhod v 35-dnevnem kulture skoraj podvojila. Ni bilo glivično rast v mediju, ki vsebuje vinske, fosforjeve, ocetne kisline, toda dober ergotoxine dobitek pridobljen v mediju dodali jantarne kisline. Avtorji so ugotovili, da sinteza razmerje ogljikovih virov pa ergotoxine znatno vpliva (galaktozo) in fosforja (Tabela. 2).
Tabela 2
Učinek razmerja galaktozo in fosforja v tvorbi alkaloidov Claviceps purpurea

Na podlagi študije s sedežem tipično stopnjo rasti glive in nastanek alkaloidov. Slednje se pojavi, ko izčrpavanje glavnih sestavin gojišča in dolgo obdobje (20 dni), pri čemer rast micelija (sl. 14).

Sl. 14. Rast in izobraževanja ergotalkaloids Claviceps purpurea v Saprofitske kulture na mediju z galaktozo.
Sevi C /, purpurea razlikujejo sposobnostjo formiranja alkaloide z rastnem mediju z različnimi sladkorjev in virov dušika. Od 10 testiranih sevov tvorjene alkaloidi z rastjo v gojišču z galaktozo, 8 - na mediju, ki vsebuje saharozo in samo en sev - na mediju s laktoze.
Obravnavano sevi razlikujejo tudi po območju uporabe sladkorja: eno lističev oblikovali alkaloide, ki uporabljajo pet sladkorjev, tri - s pomočjo štiri, itd Vendar pa so bili opaženi neposredna povezava med možnostjo uporabe sladkorja in oblikovanje alkaloidov ... Od petih sevi C /. purpurea dve alkaloidi tvorjena med rastjo medija z amonijevim sukcinat, tri - z rastjo medija z kvasnega ekstrakta in nič - če goji na mediju s asparagin.
Ugotavljajo različne seve C aktivnosti /, purpurea in vpliva na okolje v celotnem dobitku in umetnega ergotoxine. Dodatek tiamina in cisteina rahlo povečuje splošno dobitek alkaloidov. Pogoji, ki prispevajo k rasti micelija, ni vedno ugodno za biosintezo toksinov (Voigt, Keipert, 1967). obstaja velika
Inhibicija biosinteze toksinov v devterija atmosferi (Mrtek sod., 1967).
Tayberg Vaning in pokazala spremembe sestavin micelij C /. purpurea, se pojavijo v času rasti, v zvezi s tvorbo ergotalkaloids odvisno različnih koncentracij fosfata v mediju, viri dušika in prilagoditev procesa inokuluma za uporabo galaktoze (Taber, plezalnega, 1963).
Ti rezultati kažejo, da je intenzivnost rast micelija ni pogost dejavnik, ki ureja ergotalkaloids nastanek. Micelij kultur pred tvorbo toksinov nakopičenih polioli, ogljikovi hidrati, lipidi, in še vedno visoko koncentracijo vodotopnega dušika in RNA.
rast micelija Pomnoževanje pri visoki koncentraciji fosfata v mediju ne spremlja povečanja tvorbe ergotalkaloidov- maksimalna vsebnosti skupnega dušika zabeležene pri goji na mediju z nizko koncentracijo fosfata. kopičenje RNA in vodotopno dušik najznačilnejši indeks ergotalkaloids tvorba.
Glede na to, avtorji menijo, da tvorba ergotalkaloids pojavi v prehodni fazi rasti, označen s tem nadaljevanje akumulacije dušika, vendar ne pridrži ogljikovih hidratov snovi. V kromatografsko študiji sladkorjev in polioli micelija C /. purpurea ugotovljeno, da so glavni in rezervni deli konstanto trehaloza in manitol, prisotnost drugih ogljikovih hidratov (glukoza, arabitol, glicerol, dulcitol) je odvisna od sestave hranilnem mediju za gojenje glive (sl. 15).
To so pokazali pomemben učinek anorganske sestavine gojišča - različnih mineralnih soli in elementov v sledovih - rast in nastanek alkaloidov lisergične številka (Rosarra et al, 1967)..
Avtorji so uporabili sevov Claviceps paspali, ki tvori lizergovo kislino in njene derivate. Zlasti ima pomemben vpliv mineralne sestave vode iz pipe tvorbe alkaloidov, v zvezi s katerimi je medij, ki ga predlaga specifične sestave mineralnih soli priporoča stimulira sintezo alkaloidov lisergične kisline.
Avtorji so bili izbrani sev C /. paspali, ki z gojenjem glive v teh okoljih tvorjenih več kot 1000 mcg alkaloidov na 1 ml gojišča.
V prvi fazi rasti glive gojimo v bazičnem mediju s 4% manitola, 1% jantarne kisline in elemente v sledovih, v drugem - na mediju, ki vsebuje 5% manitola in 3% jantarna kislina. V tretji stopnji smo določili z rastjo in tvorjenje alkaloidov v odvisnosti od prisotnosti določenih mineralnih soli in elementov v sledovih: Ca (N03) 2 - * H2OJ (l, 27 • 10-3), MgS04 • 7H20 (3,25 x x kg3), ZnS04 • 7H20 (1,74 • KG5), FeS04 • 7H20 (1-80 • 1 (T4), CuS04 • 5H20 (2,01 • 1 (P5), MnS04 • 4H20 (4,48 • 10-5), nano,
(1,19 • 10-3), KH2P04 (7,35 • 10 3) v molih na liter. To je ugotovil, da je za sev C / paspali potreba po kalij in magnezij za rast micelija enaka kot v alkaloidoobrazovanii.

Sl. 15. Sestavek Change endogeni sladkorjev in polioli v miceliju
Claviceps purpurea, odvisno od sestave gojišča kulture:
in - glukoze in amonijevega sukcinat, b - galaktoza in amonijevega sukcinat, D-manoze in sukcinat amonijevega r manitol in amonijevega sukcinat.
Največja rast opazili pri nižjih koncentracijah fosforja, železa, cinka, kot pri nastajanju alkaloidov. Mangan in baker bistveno vplivajo na sintezo alkaloidov (Fig. 16).
Shalagina in sodelavci (1965) so preučevali tvorbo alkaloidov v 32 sevov C /. purpurea, izolirani od sklerocijevalidelcev trave, pšenice, rži v različnih geografskih regijah ZSSR. Glive smo kultivirali v površinski kulturo na gojišču z naslednjo sestavo: saharoza - 75 sorbitol - 25, amonijev citrat - 5, KH2P04 - 0.25, Ca (On3) 2 - 1.5 MgS04 - 0,25 (vg l!) , KS1 - 0125, ZnS04 - H20 - 0,00003, FeS04. 7H20 - 0,03, cistein - 0,01, anevrin - 0,0001, biotin - 0,000001 (pH 6,5). Prisotnost toksinov v micelija je bila določena v pol do dva meseca kulture. Večina sevi študirali pod temi pogoji in oblikovani ergocryptine ergotamin- Slednje je prevladujoča je znašal 80% celotnega dobitka alkaloidov.

Sl. 16. Učinek elementov v sledovih na rast micelija in tvorbo ergotalkaloids v Saprofitske kulturi Claviceps paspali:
in - kalij, b - fosfor v - magnezija, g - žveplo, d - železo, e - cink, w - mangan
h - baker (1 - micelij, 2 - ergot alkaloidi).
Njihova skupna vsebnost enako okoli 0,03% glede na suho maso micelija (Tabela. 3).
TABELA 3
Sestava alkaloidi sestavljen iz različnih sevov CL purpurea

Castagnoli in plašč (Costaghnoli, plašč, 1966) preučila alkaloid struktura tvorjena v Saprofitske kulturi sevov C /, purpurea, izolirano iz različnih trave. Pokazalo se je, da je sev izoliran od trave Spartina townsendii pri pH 8,5 ekstrahiramo s kloroformom iz filtrata 40% toksinov preostanek - butanol pri pH 3,5. S kromatografijo ekstrakta kloroform na papirju in tanko plastjo silikagela v veliki količini dobimo in nekoliko henoklavin - elimoklavin in ergotoxine. S kromatografijo n-butanol ekstraktov avtorji ugotavljajo, da sev D-lizergovo kislino in njen izomer C6-metilergol-8-skoraj-8-karboksilne kisline. D-lizergovo kislino v majhni količini bil predhodno izoliran iz filtrata sevov C /, purpurea, izoliranih iz Pennisetum typhoideum.
Kostanoli in Tonoli (1966) so preučevali tvorbo ergotalkaloids CL purpurea in C /, paspali v submerzni kulturi. Ugotovilo da pride do sinteze Saprofitske kulture ergotalkaloids v asporogenous sevov (ki ne tvorijo konidijev). V alkaloidobrazuyuschih aktivnih sevov, še posebej v submerzni kulturi, hif na naravo rasti in funkcionalno aktivnost imajo število faz. Faza, označena s prisotnostjo tipičnega struktura sklerotsialnoy micelija kratki odebeljena celice in obilne vključkov maščobe, ki je povezana s tvorbo ergotalkaloids.
Ko se ugotovljene kultivirani sevi C /, purpurea in CL paspali na peptonski-manitola gojišča petkratno povečanje z naraščajočo sproščanje toksinov od 5 do 25% koncentracijo sladkorja.
Gojenje celic in acelične ekstrakte preučevali seva CL purpurea v Saprofitske kulture vsebuje encime, ki vsebujejo različne poti presnove glukoze. Ko gojene v submerzni kulturi na saharoza-mineralnem mediju ali medija s sečnino in kvasnega ekstrakta v ne-celičnih struktur pokazala heksokinazna, glukoza-b-fosfat, dehidrogenaze, C6-phosphogluconic kislina aldolaza encimov pentoza cikla (Me Donald et al., 1960). Najdeno radiološko relativnega pomena različnih presnovi glukoze poti v glive: 90% glukoze gojenje celic transformiranih zaradi glikolize in ciklu Krebs, je 10% glukoze izenačene z pentozo- fosfata cikla. Encimski alkaloidi uničenje poti z oksidacijo hrenovo peroksidazo (Taylor, Shough, 1967), dekarboksilacije označeni triptofan in njenih derivatov preiskali v molekuli argoklavina in alimoklavina (Plieninger sod, 1967.) - označene specifične encimska hidroksilacija reakcijo v mnogih vrst gliv (Beliveau, Ramstad, 1966 et al., Orange, Goncharov, Bezborodov, 1969).
Nastavite različne potrebe glivičnih fosfatov za največjo rast micelija in nastajanja ergotalkaloids. V procesu rasti vsebnosti glive ortofosfata tekočine kulture se znatno zmanjša, zmanjšuje nastajanje topnim v kislini, kislinsko netopne polifosfat in prvo uporabo v zvezi s povečanjem vsebnosti RNA (zavihek. 4).
TABELA 4
fosfat razmerje med Claviceps rasti purpurea

* Kot odstotek eksogenega P04 KH2P04.

Kot je razvidno iz tabele. 4, 35-dnevne kulture CL purpurea na največjo tvorbo ergotalkaloids znatnega dela eksogenega fosfata, uporabljenega, da se tvori RNA. Domneva se, da je razmerje tvorba ravni in količine kisline netopne RNA polifosfatov tipičnih toksinobrazuyuschego sev C /, purpurea. Učinek purinskih derivatov in energetskih fosfatov v sintezi RNA in oblikovanje ergotalkaloids vsebnost fosfatov (Waart, 1960, 1961).
Številni shem biosinteze clavine alkaloidov lisergične kisline in alkaloide. V poskusih z označeno prikazano a-triptofan po94, da je prekurzor lisergična kisline. Greger (GRÖGER et al., 1961, 1964, 1966) so pokazali, da je triptofan prekurzor clavine alkaloidov iz klavinobrazuyuschih sevov CL purpurea v Saprofitske kulturi. Zaporedje njihove biosinteze naslednji shemi: triptofan elimoklavin henoklavin -> agroklavin elimoklavin derivati ​​lisergične kisline.
Remsted in Taylor (Taylor, Ramstad, 1960) je pokazala, da je prekurzor mevalonske kisline izo-izo-pentenil del lisergična kisline.
Plininger (Plieninger, 1965) meni, da biosinteze ergotoxine izvedemo takole: agroklavin elimoklavin lisergične kisline -> ergot alkaloidi.
Kostanoli in plašč (Costahgnoli, plašč, 1966) so raziskovali biosinteze karbinolamidnoy stransko verigo - oksietilamida lisergične kisline s strukturno podobnost s peptidno stranskih verigah tipa alkaloida ergotamin. V poskusih alkaloida avtorji pretvorimo s pirolizo v acetaldehid in lisergična kisli- amida Pokazalo se je, da je veliko snovi v alkaloida molekuli, le alanina in piruvata v veliki meri vključiti v stransko verigo (tabela. 5).
Tabela 5
Vključitev radioaktivnih snovi v molekuli-lisergična oksietilamida kisline

Mayer, Kiba in Komersova (Mayer, Kybal, Komersova, 1967) raziskovali ergotamin sevov ergotoksinobrazuyuschie in glivice. Pri njihove rasti na mediju, ki vsebuje oznako alanin v hidrolizatov ergotoxine znaten delež radioaktivnosti, ki jih vsebuje valin in levcin. Označeno metionin ni bil vključen v katerem koli od strukturnih enot peptidne verige. Možni načini sintezo peptidnih verig.