Микробиология, 2019, T. 88, № 1, стр. 120-122

Гетероталличный мукоровый гриб Blakeslea trispora используется в биотехнологии в качестве суперпродуцента β-каротина и ликопина, которые применяются в медицине, пищевой промышленности и косметологии. При половом взаимодействии (+) и (–) штаммов образуются триспороиды, триспоровые кислоты и их нейтральные предшественники – триспорины и триспоролы. Триспоровые кислоты являются авторегуляторными сигнальными молекулами, которые осуществляют коммуникацию между (+) и (–) штаммами гриба (Schachtschabel et al., 2008). Посредством индукции фитоинсинтазы и ликопинциклазы, триспоровые кислоты стимулируют синтез каротиноидов и других изопреноидов (Shmidt et al., 2005) преимущественно у (–) штамма, который, в отличие от (+) штамма, не способен образовывать триспоровые кислоты в отсутствие полового партнера (Schachtschabel et al., 2008).

Нейтральные липиды – эфиры стеринов, три- и диацилглицерины – являются основными компонентами липидных глобул, в которых локализованы липофильные каротиноиды (Murphy, Vance, 1999), и могут синтезироваться de novo или поступать в клетку экзогенно. β-Каротин и триацилглицерины имеют общего предшественника, но синтезируются в разных компартментах, что указывает на независимую регуляцию их синтеза (Kuzina, 2007). Известно, что растительные масла (особенно масла с высокой степенью ненасыщенности) стимулируют каротиногенез у B. trispora (Верещагина и соавт., 2010). В совокупности существующие данные указывают на тесную взаимосвязь между каротино- и липогенезом.

Целью настоящей работы было изучение влияния триспоровых кислот и их нейтральных предшественников, триспоринов и триспоролов, на синтез нейтральных и мембранных липидов Т (–) штамма B. trispora.

Работу проводили с Т (–) штаммом B. trispora из коллекции Института микробиологии им. С.Н. Виноградского. Действие триспороидов на липогенез Т (–) штамма B. trispora изучали радиоизотопным методом. Инокулят выращивали, как описано ранее (Верещагина и соавт., 2012), затем в количестве 20% (об.) вносили в мучную среду и выращивали еще 24 ч. Полученную культуру по 30 мл переносили в колбы емкостью 200 мл. В опытные варианты вносили растворы триспороидов в этаноле, которые получали как описано ранее (Верещагина и соавт., 2012), из расчета 50 мкг/мл среды, а в контроль – соответствующее количество этанола и выращивали в течение 3 ч. Затем в колбы вносили меченый (¹⁴С)-ацетат натрия из расчета 16 кБк/мл и культивировали еще 3 ч. Анализ каротиноидов проводили спектрофотометрически (Терешина и соавт., 1994). Анализ липидов для определения включения (¹⁴С)-ацетата натрия в индивидуальные фракции проводили в соответствии с описанным в предыдущей работе (Терёшина с соавт., 2013). Опыты проводили в трехкратной повторности, в сообщении представлены данные типичного опыта, отражающие общую закономерность. Разброс результатов не превышал 10%.

В результате исследования показано, что нейтральные предшественники триспоровых кислот, триспорины и триспоролы, не оказывали заметного влияния на биосинтез нейтральных липидов (табл. 1). Триспоровые кислоты, напротив, обладали выраженным действием, стимулируя синтез диацилглицеринов, стеринов и триацилглицеринов в 1.5–2 раза. При этом ни триспоровые кислоты, ни триспорины и триспоролы не оказывали влияния на включение метки во фракцию свободных жирных кислот.

Интенсификация биосинтеза нейтральных липидов под действием триспоровых кислот сопровождалась выраженным каротиногенным эффектом: включение метки в каротиноиды возрастало в 13 раз, тогда как фракция триспоринов и триспоролов подобным действием не обладала.

Изучение действия триспороидов на синтез полярных липидов – основных компонентов мембран – показало, что включение метки в них изменялось слабо, в отличие от нейтральных липидов. Так, триспоровые кислоты и их нейтральные предшественники не оказывали заметного влияния на синтез фосфатидилэтаноламинов, фосфатидилхолинов, кардиолипинов и фосфатидных кислот, но немного стимулировали синтез сфинголипидов (в 1.5 раза). Нужно отметить, что в присутствии триспоринов и триспоролов уровень синтеза фосфатидилсеринов и фосфатидилинозитолов слабо возрастал (на 30%), а при введении триспоровых кислот падал в 1.6–1.7 раза.

Таким образом, впервые показано, что триспоровые кислоты принимают участие в регуляции липогенеза, однако их действие на биосинтез нейтральных и мембранных липидов различно. Установлено стимулирующее действие триспоровых кислот на биосинтез стеринов, а также триацилглицеринов и диацилглицеринов, являющихся основными компонентами липидных глобул, тогда как заметного влияния на синтез фосфолипидов не выявлено. В отличие от триспоровых кислот, триспорины и триспоролы не оказывают значительного влияния на биосинтез ни нейтральных, ни мембранных липидов. При этом триспоровые кислоты, в отличие от их нейтральных предшественников, обладают сильным каротиногенным эффектом.

Полученные результаты подтверждают предположение о тесной взаимосвязи липо- и каротиногенеза и указывают на новую функцию триспоровых кислот, заключающуюся в их способности стимулировать не только каротиногенез, но и синтез нейтральных липидов – диацилглицеринов, триацилглицеринов и стеринов.