Меланины и устойчивость клеток к биодеградации


Основные представления об участии меланиновых пигментов клеток грибов в защите организмов от химического и биологического разрушения в природных средах, и прежде всего в почве, были достаточно четко сформулированы и получили признание к началу 70-х годов. Например, в обзоре Уэбли и Джонса [Webley, Jones, 1971], посвященном биологической трансформации микробного материала в почве, были представлены фактические результаты опубликованных и неопубликованных собственных исследований, а также данные других авторов начиная с 1932 г., когда впервые была показана повышенная сохранность в почве Mucor nigra и Scachybotrys sp. в почвенно-песчаной смеси. Подчеркивая в каждом случае существование коррелятивной зависимости между устойчивостью грибных структур к разрушению и пигментацией, авторы приводят следующие наблюдения, сделанные в их опытах. Клеточные стенки гиф неидентифидированного стерильного гриба становились все более устойчивыми к агрессивному воздействию микрофлоры параллельно «приобретению» темного пигмента в результате возрастных изменений культуры. О нарастании устойчивости судили по снижению выхода СО2. Cytophaga johnsonii, легко разрушающая непигментированные клеточные стенки гриба, не проявляла литической активности в присутствии окрашенного материала. Далее было показано, что именно пигментный компонент клеточной стенки является ее наиболее стабильной структурой. Так, применение ИК-спектроскопин при изучении лизиса артроспор и гифальных клеточных стенок Mucor ramannianus четко документировало неизменность структуры пигмента (по параметрам ИК-поглощения) при значительном снижении поглощения углеводного компонента в результате разрушения β =1,3-глюкана. Преимущественный распад в почве и в эксперименте светлоокрашенных грибов продемонстрировали также другие авторы, упомянутые в обзоре Уэбли и Джонса [Webley, Jones, 1971].

Публикации 70-х годов развили идею лизисозащитной роли меланинов, сосредоточив внимание на ее обосновании новыми фактами. Яркий элемент «наглядности» в изучении литического процесса внес метод сканирующей электронной микроскопии. Значительно детализировались и исследования, проводимые традиционной просвечивающей микроскопией. В результате этих работ был прослежен, в частности, переход меланиновых пигментов грибов в почвенное органическое вещество в случае преодоления защитного барьера агрессивной микрофлорой. Но наряду с успехами по-прежнему неясным остается вопрос о микроорганизмах, разрушающих собственно меланиновые пигменты, хотя попытки продвинуть его решение делались неоднократно.