Биосинтез меланина у Alternaria


Толчком к изучению биосинтеза меланина у Alternaria, как и в предыдущем случае, послужили практические соображения. Формы этого гриба часто поражают почти зрелые зерна пшеницы непосредственно перед ее уборкой. Мука из такого зерна получается серой, обесцветить ее не удается, и серый цвет стойко сохраняется в хлебных изделиях. Поэтому штамм, на котором проводились исследования, был выделен из инфицированного зерна и затем культивировался в лаборатории на качалках в жидкой глюкозо-минеральной среде (pH 6,0) при 27°. Было установлено, что обязательным условием интенсивного развития меланизации гриба является свет.

В темноте культура оставалась неокрашенной, хотя хорошо росла. Сопоставление хода кривых динамики роста культуры и динамики накопления пигмента показало согласованность их движения вплоть до 90-часового возраста культур. Затем глюкоза оказывалась почти полностью израсходованной и рост гриба прекращался, хотя пигмент продолжал интенсивно накапливаться до конечного срока культивирования мицелия (120 час).

Было далее зарегистрировано значительное отрицательное влияние на синтез пигмента снижения активной кислотности среды за пределы pH 7,0 и повышения — за пределы pH 4.0 (оптимум лежал при pH 6,0). Рост при этом затрагивался гораздо слабее. В основе наблюдаемого эффекта, как полагают авторы, лежит влияние неблагоприятных концентраций Н+ на образование тех неидентифицированных фенольных соединений, которые максимально накапливаются в мицелии гриба к моменту начала меланиногенеза в благоприятных для этого условиях (третьи сутки), а затем довольно быстро исчезают, что авторы объясняют протеканием процесса их полимеризации в меланин.

Определение уровня содержания фенолазы в мицелии, активность которой определяли по интенсивности окисления ею пирокатехина, при варьировании pH среды продемонстрировало его относительную независимость от этого фактора — удельная активность фермента (из расчета на белок мицелия) точно следовала за накоплением биомассы. Эти результаты подтвердили предположение об ингибирующем действии pH за счет создания дефицита фенольных субстратов фермента. В благоприятных условиях pH (pH 6) общая активность фермента шла параллельно кривой роста гриба, но удельная активность оставалась практически константной в течение всего периода роста.

Авторы провели большую работу с мечеными интермедиатами, пытаясь выяснить относительную важность ацетатного и шикиматного метаболических путей для формирования предшественников меланина у своего штамма Alternaria, но окончательного вывода не сделали [Pridham, Woodhead, 1977].