Научная статья на тему 'Биологически активные соединения, образуемые микроорганизмами-эндофитами'

Биологически активные соединения, образуемые микроорганизмами-эндофитами Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
595
124
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Антибиотики и химиотерапия
WOS
Scopus
ВАК
Область наук
Ключевые слова
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ / BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS / АНТИБИОТИКИ / ANTIBIOTICS / ЭНДОФИТЫ / ENDOPHYTES

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Мачавариани Н.Г., Терехова Л.П.

Микроорганизмы-эвдофиты богатый и далеко ещё не полностью изученный источник новых природных биологически активных соединений, привлекающий внимание многих ученых во всем мире. Наш обзор посвящен результатам исследования природных соединений с разнообразным биологическим действием, образуемых эндофитами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Мачавариани Н.Г., Терехова Л.П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Biologically Active Compounds Produced by Microbial Endophytes

Microbial endophytes present a rich and not fully studied source of novel natural biologically active compounds of wide interest all over the world. The research of natural compounds with various biological effects produced by endophytes are described in the review.

Текст научной работы на тему «Биологически активные соединения, образуемые микроорганизмами-эндофитами»

Биологически активные соединения, образуемые микроорганизмами-эндофитами

Н. Г. МАЧАВАРИАНИ, Л. П. ТЕРЕХОВА

Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г. Ф. Гаузе РАМН, Москва

Biologically Active Compounds Produced by Microbial Endophytes

N. G. MACHAVARIANI, L. P. TEREKHOVA

G. F. Gause Institute of New Antibiotics, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow

Микроорганизмы-эвдофиты — богатый и далеко ещё не полностью изученный источник новых природных биологически активных соединений, привлекающий внимание многих ученых во всем мире. Наш обзор посвящен результатам исследования природных соединений с разнообразным биологическим действием, образуемых эндофитами.

Ключевые слова: биологически активные соединения, антибиотики, эндофиты.

Microbial endophytes present a rich and not fully studied source of novel natural biologically active compounds of wide interest all over the world. The research of natural compounds with various biological effects produced by endophytes are described in the review.

Key words: biologically active compounds, antibiotics, endophytes.

Эндофиты — микроорганизмы, которые населяют внутренние ткани высших растений и находятся с ними в симбиотических или мутуа-листических отношениях [1]. Эти микробы живут в разных частях растения: корнях, стеблях, листьях, цветках, плодах и семенах. Наиболее часто выделяемыми эндофитами являются грибы, одноклеточные бактерии и актиномицеты. Считается, что эндофиты являются потенциальным источником новых антибиотиков и других биологически активных веществ для медицины, сельского хозяйства и биотехнологического использования [1, 2]. Именно поэтому в последнее время исследование этих микроорганизмов всё чаще привлекает внимание многих ученых во всем мире.

Растущий интерес к природным соединениям, полученным из культур эндофитов, можно оценить по количеству обзорных статей, появившихся в последнее время [2—11]. Недавние исследования показали большое разнообразие видов микроорганизмов-эндофитов и выделенных из них разнообразных соединений с различным биологическим действием [12—15].

© Н. Г. Мачавариани, Л. П. Терехова

Адрес для корреспонденции: 119021, г.Москва, ул. Большая Пироговская, д. 11. E-mail: machavariani.nina@mail.ru

1. Биологически активные вещества из грибов эндофитов

Из грибов-эндофитов чаще, чем из одноклеточных бактерий и актиномицетов, выделяют вторичные метаболиты с разнообразным биологическим действием (табл. 1).

Эндофитный гриб Cryptosporiopsis quercina синтезирует вещество криптокандин (cryptocan-din), активное в отношении Candida albicans, Trichophyton spp. и ряда растительных патогенных грибов, в том числе Sclerotinia sclerotiorum и Botrytis cinerea [16]. C. quercina продуцирует также криптоцин (cryptocin) — уникальную тетрамовую кислоту. Это необычное соединение обладает высокой активностью в отношении Pyricularia oryzae (IC50 0,39 ^М), а также ряда других растительных патогенных грибов [17].

Из культуры эндофитного гриба Pestalotiopsis microspora получили амбуиновую (ambuic) кислоту, обладающую противогрибковым действием. Штамм P.microspora был выделен из находящегося под угрозой исчезновения дерева Torreya taxi-folia. Помимо амбуиновой кислоты P.microspora синтезирует ещё несколько соединений, которые также обладают противогрибковой активностью: песталозид (pestaloside), ароматический ß-глюкозид и два пирона — песталопирон (pestalopyrone) и гидроксипесталопирон (hydrox-ypestalopyrone) [18]. Эти соединения обладают

Таблица 1. Биологически активные вещества из грибов-эндофитов

Активное вещество

Активность

Продуцент Растение-хозяин Источник

Криптокандин Cryptocandin Противогрибная Cryptosporiopsis quercina — [16]

Криптоцин Cryptocin Противогрибная Cryptosporiopsis quercina — [17]

Амбуиновая кислота Ambuic acid Противогрибная Pestalotiopsis microspora Torreya taxifolia [18]

Песталозид Pestaloside Противогрибная Pestalotiopsis microspora Torreya taxifolia [18]

Песталопирон Pestalopyrone Противогрибная Pestalotiopsis microspora Torreya taxifolia [18]

Гидроксипесталопирон Hydroxypestalopyrone Противогрибная Pestalotiopsis microspora Torreya taxifolia [18]

Песталотиопсины А, В Pestalotiopsins A, B Противогрибная Pestalotiopsis microspora Torreya brevifolia [19]

2-а-гидроксидименинол 2-a-hydroxydimeninol Противогрибная Pestalotiopsis microspora Torreya brevifolia [19]

Гумулан Humulane противогрибная Pestalotiopsis microspora Torreya brevifolia [19]

Коллетотриковая кислота Colletotric acid Антибактериальная Colletotrichum gloeosporioides Artemisia mongolica [20]

Фомопсихалазин Phomopsichalasin Антибактериальная Phomopsis sp. Измельченная пшеница [21, 22]

Цитохалазаны N-S Cytochalasans N-S Цитотоксическая Phomopsis spp. Измельченная пшеница [23]

Цитохалазаны H, J Cytochalasans H, J Цитотоксическая Phomopsis spp. Измельченная пшеница [23]

Эпоксицитохалазаны H, J Epoxycytochalasans H, J Цитотоксическая Phomopsis spp. Измельченная пшеница [23]

Дицерандрол А Dicerandrol A Антибактериальная, дрожжи Phomopsis longicolla S1B4 Dicerandra frutescens [24, 25]

Дицерандрол В Dicerandrol B Антибактериальная Phomopsis longicolla S1B4 Dicerandra frutescens [24, 25]

Дицерандрол С Dicerandrol C Антибактериальная Phomopsis longicolla S1B4 Dicerandra frutescens [24, 25]

Фузаристатин А Fusaristatin A Антибактериальная Phomopsis longicolla S1B4 Dicerandra frutescens [24, 25]

Диацетилфомоксантон B Deacetylphomoxanthon B Антибактериальная Phomopsis longicolla S1B4 Dicerandra frutescens [24, 25]

Монодиацетил- Monodeacetyl- Антибактериальная Phomopsis Dicerandra [24, 25]

фомоксантон B phomoxanthon B longicolla S1B4 frutescens

Цилинроциклин A Cylindrocyclin A Антибактериальная Cylindrocarpon sp A101-96 . веточка [28]

Пиперин Piperine Mycobacterium tuberculosis и M.smegmatis Periconia sp. Piper longum L. [29]

Церкоспорин Cercosporin Plasmodium falciparum Mycosphaerella sp nov. F2140 . Psychotria horizontalis [30]

Фотипироны Photipyrones A-B Противоопухолевая Pestalotiopsis photiniae Roy st on ea regia (H.B.K.) [31]

Трихалазины А, В Trichalasins A, B Противоопухолевая Trichoderma gamsii Panamax notoginseng [32]

Цитоновые кислоты Cytonic acid A, B Противовирусное Cytonaema sp. — [33]

действие (hCMV)

Примечание. «—» - нет информации о растении-хозяине.

ещё и фитотоксичными свойствами. Другими продуцируемыми Р.тжгозрот (эндофит из Тоггеуа Ьгвуг/оНа) вторичными метаболитами являются два новых кариофиллена сесквитерпена — песталотиопсины А и В (ре81а1оиор8т8 А, В) [19]. Другие новые сесквитерпены, синтезируемые этим грибом, — 2-а-гидроксидименинол (2-а-Иуёгохуё1шетпо1) и гумулан (Ииши1апе). Химическое строение и биологическое действие

продуктов, синтезируемых этим грибом, зависит от культуральной среды и растения-хозяина, из которого он был изолирован [19].

Коллетотриковая (соИеЮпс) кислота — вторичный метаболит эндофитного гриба Colletotrichum gloeosporioides, выделенного из полыни Artemisia mongolica, обладает антимикробной активностью в отношении бактерий и про-тивогрибной активностью в отношении

Helminthosporium sativum. Другая культура Colletotrichum sp., также выделенная из полыни однолетней Artemisia annua, синтезирует биологически активные метаболиты, которые показали антимикробный спектр активности такой же как у А. annua — традиционной китайской травы, хорошо известной своей способностью синтезировать артемизинин (противомалярийный препарат). Colletotrichum sp., выделенный из А. annua, синтезирует метаболиты с активностью в отношении не только патогенных для человека грибов и бактерий, но и в отношении растительных патогенов [20].

Эндофитные грибы рода Phomopsis spp. могут синтезировать множество вторичных метаболитов различного химического строения и биологического действия, например, таких как 10-фе-нил-[11] цитохалазаны (10-phenyl-[11] cytocha-lasans), названные цитохалазанами N-S (cytocha-lasans N-S), цитохалазанами H и J (cytochalasans H, J) и эпоксицитохалазанами H и J (epoxycy-tochalasans H, J), которые обладают цитотокси-ческим действием [21]. Из измельченной пшеницы была выделена культура гриба Phomopsis sp., которая оказалась продуцентом фомопсиха-лазина (phomopsichalasin) (рис. 1) — вещества с тремя цитохалазиновыми макролидными кольцами (cytochalasin macrolide ring). Данный препарат обладал антимикробной активностью [22, 23]. Культура гриба Phomopsis longicolla S1B4, выделенная из мяты Dicerandra frutescens, образует антибиотические вещества группы дицерандро-лов (dicerandrols) (рис. 2). Структурная формула соединений этой группы веществ представляет собой 2,2'-димерных тетрагидроксантона (2,2'-dimeric tetrahydroxanthones) [24, 25]. Данные препараты активны в отношении Xanthomonas oryzae KACC 10331 — бактерии, поражающей культуры риса и других сельскохозяйственных культур азиатского региона, вызывая бактериоз. Результаты исследований антибиотической активности показали, что диацетилфомоксантон В (deacetylphomoxanthone B) обладает большей антибактериальной активностью, чем другие соединения этой группы. Кроме того, дице-равдрол А (dicerandrol A) показал значительную активность в отношении семи других штаммов X.oryzae по сравнению с контролем (2,4-диаце-тилфлороглюцинол) (2,4-diacetyphloroglucinol) (ВФЗП) и антимикробную активность по отношению к грамположительным бактериям (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis) и грибам (Candida albicans) [26]. Таким образом, дице-рандpол А (dicerandrol A) может применяться в качестве природного профилактического препарата против бактериоза риса. Помимо соединений ди-церандролов Phomopsis spp. синтезирует новый антимикробный вторичный метаболит монодиаце-

Рис. 1. Химические структуры некоторых представителей биологически активных соединений, образуемых грибами-эндофитами.

тилфомоксантон В (monodeacetylphomoxanthon B), который также оказался эффективным в отношении X. oryzae [27].

Из штамма эндофитного гриба Cylindrocarpon sp. A101-96 был получен циклопептидный антибиотик цилиндроциклин A (cylindrocyclin A) (рис. 1), который обладал активностью только по отношению к нематодам в концентрациях 11—53 рМ [28].

Культура эндофитного гриба Periconia sp., выделенная из Piper longum L., синтезирует биологически активное вещество алкалоидной природы — пиперин (piperine) (рис. 1), который обладает высокой антибиотической активностью в отношении возбудителей туберкулёза Mycobacterium tuberculosis и M.smegmatis с минимальной подавляющей концентрацией 1,74 рМ и 2,62 рМ соответственно [29].

Из нового вида гриба-эндофита Mycosphaerella sp. nov. F2140 получен церкоспорин (cercosporin) (рис. 1). Продуцент выделен из растения Psychotria horizontalis. Вещество обладало антипаразитарной активностью in vitro в отношении возбудителя малярии (Plasmodium falciparum), лейшманиоза (Leishmania donovani) и болезни Шагаса (Trypanosoma cruzi) [30].

Культура Pestalotiopsis photiniae выделена из растения Roystonea regia (H.B.K.), собранного в горах Китайской Народной Республики образует

семейство фотипиронов (photipyrones). Семейство включает в себя два основных компонента фо-типирон А (photipyrone A) и фотипирон В (photipy-rone B), а также их производные LL-P8806, ЬЬ-Р880в, 1'-гидрокси-4-метокси-6-пентил-2Р-пиран-2-он (1'-hydroxy-4-methoxy-6-pentyl-2H-pyran-2-one), 1',2'-дигидрокси-4-метокси-6-пен-тил-2Р-пиран-2-он (1',2'-dihydroxy-4-methoxy-6-pentyl-2H-pyran-2-one). По химической структуре фотипироны представляют собой производные пирина. Все вещества показали цитотоксическую активность в отношении клеточной линии рака человека MDA-MB-231 в IC50 объёмом 40 цМ [31].

Группа вторичных метаболитов цитохалази-нов, состоящая из трихалазина А (trichalasin A) и трихалазина В (trichalasin B), синтезируется культурой Trichoderma gamsii, выделенной из китайского лекарственного растения Panamax notogin-seng. Данные вещества показали цитотоксическую активность в отношении клеточной линии раковых клеток HeLa в IC50 объёмом 40 цМ [32].

Соединения цитоновой кислоты A и B (cyton-ic acid A, B), синтезирующиеся эндофитным грибом Cytonaema sp., ингибируют протеазы человеческого цитомегаловируса (hCMV). Структура данных веществ представлена р-тридепсид изомерами (p-tridepside isomers) [33].

2. Биологически активные вещества из одноклеточнык бактерий-эндофитов

Из культуральной жидкости эндофитного штамма Pseudomonas syringae получены противо-грибные соединения, включающие 4 циклических нонапептидных антибиотика — псевдомици-ны А-D (pseudomycins А-D). Преобладающий пептид псевдомицин А обладает высокой активностью в отношении патогена человека Candida albicans. Все вещества данной группы эффективны в отношении человеческих и растительных грибных патогенов, включая C.albicans и Cryptococcus neoformans [34].

Из эндофитного штамма Pseudomonas viridifla-va EB273 получены липопептидные антибиотики экомицины (ecomicins) — экомицины А, В и С (ecomicin A, B, C). Экомицин А близок к уже известному антибиотику сиринготоксину (syringotox-in), в то время как экомицины В и С представляют собой уникальный набор связанных липопепти-

Рис. 2. Структуры основных соединений семейств сурфактинов, итуринов и фенгицинов.

дов, которые включают псевдомицины (pseudomycins), сирингомицины (syringomycins), сирингостатины (syringostatins), сиринготоксин (syringotoxin). Изучение других эндофитных штаммов P.viridiflava EB274 и EB227 показало, что они также синтезируют противогрибные липо-пептиды, которые идентичны экомицинам В и С. Эти вещества способны подавлять рост человеческих патогенов Candida albicans и Cryptococcus neoformans [34].

Известно, что представители рода Bacillus синтезируют большое разнообразие антимикробных соединений. Продуцируемые эндофитами Bacillus subtilis вещества семейства сурфактинов (surfactins), итуринов (iturins) и фенгицинов (fengycins) (рис. 2) защищают растение-хозяина от ряда патогенов [35]. Циклические липопепти-ды сурфактины состоят из гептапептидных колец, присоединенных к в-гидрокси-жирным кислотам, образуя лактонное кольцо с 13—15 атомами углерода в цепи. Сурфактины, известные в основном как поверхностно-активные вещества биологического происхождения, обладают гемолитическими, противовирусными и антибактериальными свойствами. Итурины также содержат гептапептидные кольца с аминокислотными последовательностями, отличающимися от сурфактинов числом атомов углерода — от 14 до 17. Итурины обладают ограниченным противовирусным и антибактериальным действием, но в отличие от сурфактинов показывают высокую противогрибковую активность. Фенгицины

Таблица 2. Биологически-активные вещества из одноклеточных бактерий-эндофитов

Активное вещество Активность Продуцент Источник

Псевдомицины A-D Pseudomycins A-D Противогрибная Pseudomonas syringae [34]

Экомицины A, B, C Ecomicins A, B, C Противогрибная Pseudomonas viridiflava EB273 [34]

Сурфактины Surfactins Противогрибная Bacillus subtillis [35]

Фенгицины Fengycins Противогрибная Bacillus subtillis [35]

Итурины Iturins Противогрибная Bacillus subtillis [35]

Таблица 3. Антибиотические вещества из актиномицетов-эндофитов

Активное вещество Активность Продуцент Растение-хозяин Источник

МУНУМ6ИЦИНЫ A-D Munumbicins A-D Широкий спектр Streptomyces Kennedia [36]

действия NRRL 30562 nigricans

МУНУМ6ИЦИНЫ E-4, E-5 Munumbicins E-4, E-5 Широкий спектр Streptomyces Kennedia [3У]

действия NRRL 3052 nigricans

Kaкaдyмицины Kakadumycins Широкий спектр Streptomyces sp. Grevillea [39]

действия NRRL 30566 pteridifolia

Koрoнaмицины Coronamycins Противогрибная, Streptomyces sp. Monstera sp. [40]

Plasmodium falciparum MSU-2110

Caaдaмицины Saadamycin Противогрибная, Streptosporangium Orchid (root) [41]

в отношении oxazolinicum

дерматофитов nov. K07-0460

Kcиaмицин A Xiamycin A Избирательная активность Streptomyces sp. Bruguiera [42]

в отношении ВИЧ GT 2002/1503 gymnorrhiza

Kcиaмицин B Xiamycin B Антибактериальная, включая Streptomyces sp. Kandelia [38]

MRSA иVREF HKI0595 candel

È^apcera™ Indosespene Антибактериальная, Streptomyces sp. Kandelia [38]

включая MRSA и VREF HKI0595 candel

Cecпeнин Sespenin Антибактериальная, Streptomyces sp. Kandelia [38]

включая MRSA и VREF HKI0595 candel

6-прeнилиндoл 6 - prenylindole противогрибная Streptomyces sp. Allium [38]

TP-A0595 tuberosum

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Цeдaрмицины А-В Cedarmycins A-B Противогрибная Streptomyces sp. Cryptomeria [38]

TP-A0456 japonica

Лaнcaи Lansai A-D Противовоспалительная Streptomyces sp. Ficus [44—46]

SUC1 benjamina

3' -димeтилдигидрo - 3' - demethyldihy dro - Противовоспалительная Steganospora sp. Robinia [4У]

м^лдо^ин maldoxin IBWFE07110 pseudoacacia

Дигидрoмaддoкcин Dihydromaldoxin Противовоспалительная Steganospora sp. Robinia [4У]

IBWFE07110 pseudoacacia

Актиномицин D Actinomycin D Противогрибная Streptomyces sp. Alpinia

Tc022 galanga [43]

содержат в-гидрокси-жирные ацильные цепи, связанные с декапептидом восемью аминокислотами, образующими лактонное кольцо. Жирные ацильные цепи могут быть насыщенными или ненасыщенным, количество атомов углерода в цепи может изменяться от 14 до 18. Фенгицины обладают сильным противогрибковым действием в отношении мицелиальных грибов [35].

3. Антибиотические вещества из актинобактерий-эндофитов

Многие эндофитные актинобактерии, особенно из лекарственных растений, обладают способностью ингибировать рост или вызывать гибель разнообразных патогенных бактерий, грибов и вирусов (табл. 3).

В настоящее время из эндофитных актино-бактерий выделена и изучена группа пептидных антибиотиков широкого спектра действия — му-нумбицины (munumbicins). Данное семейство включает 6 антибиотиков широкого спектра действия: мунумбицины A-D (munumbicins A-D) и мунумбицины Е-4 и Е-5 (munumbicins Е-4, Е-5), продуценты которых выделены из лекарственного растения Kennedia nigricans. Мунумбицины А-D синтезируются культурой Streptomyces NRRL 30562, а мунумбицины Е-4 и Е-5 — Streptomycessp.

NRRL 30566 [36, 37]. Все представители семейства мунумбицинов активны в отношении грампо-ложительных бактерий, таких как Bacillus anthracis, Streptococcus pneumonia, Enterococcus fae-calis и Staphylococcus aureus, включая метицилин-резистентный штамм S.aureus (MRSA, ATCC 33591) и ванкомицин-резистентный штамм E.fae-calis (VREF, ATCC 51299). Мунумбицин В активен в отношении лекарственно-устойчивого (MDR) Mycobacterium tuberculosis. Мунумбицины A и D наряду с активностью в отношении грампо-ложительных и грамотрицательных бактерий, также активны в отношении возбудителя малярии Plasmodium falciperum [38]. Пептидные антибиотики какадумицины (^ka^myc^) синтезируются культурой актиномицета-эндофита Streptomyces NRRL30566, выделенной из листьев папоротника Grevillea pteridifolia. Какадумицины имеют схожую с мунумбицинами активность широкого спектра действия [39].

Группа пептидных антибиотиков коронами-цинов (сoronamycins) образуется культурой акти-номицета-эндофита Streptomyces sp. MSU-2110, выделенной из растения Monstera sp. Антибиотики ингибируют рост грибов, а также обладают активностью в отношении возбудителя малярии P.falciparum [40]. Культура актиномицета-эндофита Streptomyces sp. Hedaya48 синтезирует пептидный

антибиотик caaдaмицин (saadamycin), обладающий знaчитeльнoй активностью в oтнoшeнии дepмaтoфитoв и других клиничecкиx грибов [41].

Шрвый пeнтaцикличecкий индoлocecквитepпe-новый (pentacyclic indolosesquiterpene) антибиотик кcиaмицин А (xiamycin А) (риа 3) oбpaзyeтcя культурой Streptomyces sp. GT 2002/1503, выдeлeннoй из pacтeния Bruguieragymnorrhiza. Антибиотик oблaдaeт избиpaтeльнoй aктивнocтью в oтнoшeнии виpyca иммyнoдeфицитa чeлoвeкa (ВИЧ) [42]. Индoлocecк-витepпeны кcиaмицин В (xiamycin В) (риа 3), индо-cecпин (indosespene) и cecпeнин (sespenin) ramro^ руются культурой Streptomyces sp. HKI0595 — эндофита широко pacпpocтpaнeннoгo мангрового дepeвa Kandelia candel. Иccлeдoвaния показали, что вш вeщecтвa группы кcиaмицинa обладают вышкой активностью по oтнoшeнию к шкоторым патогенным бaктepиям, включая мeтицилин-peзиcтeнтный штамм S.aureus (MRSA) и вaнкoмицин-peзиcтeнт-ный штамм E. faecalis (VREF) [38].

Aлкaлoиднoe coeдинeниe 6-пpeнилиндoл (б-prenylindole), aктивнoe в oтнoшeнии пaтoгeннoгo гриба Fusarium oxysporum, было выдeлeнo из куль-туральной жидкости эндофитного штамма Streptomyces sp. TP-A0595, а из эндофитного штамма Streptomyces sp. TP-A0456 были пoлyчeны два новых бутиролактона (butyrolactones) — вд-дармицины А и B (cedarmycins A-B), активных в oтнoшeнии грибных патогенов C.glabrata c MIC знaчeниeм 0,4 мМ. Культура была выдeлeнa из вe-точки кeдpa Cryptomeria japonica [38].

Bыдeлeннaя из коржй Alpinia galanga культура Streptomyces sp. Tc022 cильнo ингибировала pocт C.àlbicans и Colletotrichum musae. Оотовной ком-пoнeнт экcтpaктa культуральной жидкocти Streptomyces Sp. Tc022 — актиномицин D (actino-mycin D) (pиc. 3), coeдинeниe пoлипeптиднoй природы [43].

Группа биoлoгичecки активных вeщecтв лан-caи А-D (lansai A-D) cинтeзиpyeтcя эндофитным штаммом Streptomyces sp. SUC1, который выдeлeн из фикyca Ficus benjamina. Латеаи В (Lansai B) показал стабую aктивнocть в oтнoшeнии клeтoчнoй линии BC (IC50 15,03 мкг/мл), лaнcaи С (lansai С) такж£ показал знaчитeльнyю противовостали-гельную aктивнocть в LPS-индуцированных RAW 2б4.7 клeткax [44, 45, 4б]. Два coeдинeния диарил-эфиров — 3'-димeтилдигидpoмaлдoкcин (З'-demethyldihydromaldoxin) и дигидромалдок-cин (dihydromaldoxin) образуются культурой Steganospora sp. IBWFE07110, пoлyчeннoй из вeтo-чeк pacтeния Robinia pseudoacacia, убранных в Гepмaнии. Эти coeдинeния пpeпятcтвyют активации cвязывaния факторов тpaнcкpипции c pe^-ляторными caйтaми гeнa [47].

Противоопухолевые соединения. Помимо анти-бaктepиaльныx и противогрибных антибиотиков из aктинoмицeтoв-эндoфитoв выдeлeны противо-

СН3 CHj

Рис. 3. Структурные формулы некоторых антибиотиков, образуемых актиномицетами-эндофитами.

опухолевые соединения различного химического строения (табл. 4).

Новый хлорсодержащий анзамицин (ansamycin) названный нафтомицином К (naph-thomycin К), образуется штаммом актиномицета — эндофита Streptomyces sp. CS, выделенного из лекарственного растения Maytenus hookeri. Он показал цитотоксическую активность в отношении клеточных линий Р388 и А-549 в IC50 0,07 и 3,17 цМ [48, 49]. Из культуры Streptomyces sp. ls9131, который также был выделен из Maytenus hookeri, было получено два новых макротетролида — ди-мерный динактин (dimeric dinactin) и димерный нонактин (dimeric nonactin). Результаты анализа биологической активности показали, что димер-ный динактин обладает высокой противоопухолевой и антибактериальной активностью [50].

Известно, что представители рода Streptomyces являются продуцентами макролидных соединений семейства бафиломицинов. Эндофитной культурой Streptomyces sp. CS образуются новые производные бафиломицина: 24-диметилбафи-ломицин С1 (24-demethylbafilomycin C1) и пять новых 16-членных бафиломицина (bafilomycin), показывающих цитотоксическую активность против MDA-MB-435 клеточных линий in vitro [51]. Из культуры Streptomyces sp. YIM56209, выделенной из здоровых стеблей растения Drymaria cordata, получены 11 макролидных антибиотиков этого семейства, обладающих антимикробной, противогрибной и противоопухолевой активностью, а также антипаразитическим и иммуноде-прессантным действие [52].

Два соединения из семейства арилкумаринов 5,7-диметокси-4-фенилкумарин (5,7-dimethoxy-4-phenylcoumarin) и 5,7-диметокси-4-п-меток-силфенилкумарин (5,7-dimethoxy-4-p-methoxyl-phenylcoumarin) образуются эндофитным штаммом Streptomyces aureofaciens CMUAc130 и обла-

Таблица 4. Противоопухолевые соединения из актиномицетов-эндофитов

Активное вещество Активность Продуцент Растение-хозяин Источник

Нафтомицин К Naphthomycin К Противоопухолевая Streptomyces sp. CS Maytenus hookeri [48, 49]

Димерный динактин Dimeric dinactin Противоопухолевая Streptomyces sp. ls9131 Maytenus hookeri [50]

Димерный нонактин Dimeric nonactin Противоопухолевая Streptomyces sp. ls9131 Maytenus hookeri [50]

24-диметилбафило- 24 - demethylbafilo- Противоопухолевая Streptomyces sp. Maytenus [51]

мицин С1 mycin C1 CS hookeri

5,7-диметокси-4-фенил- 5,7-dimethoxy-4-phenyl- Противогрибная, Streptomyces Zingiber [53—55]

кумарин coumarin противоопухолевая, противовоспалительная aureofaciens CMUAc130 officinale Rosc.

5,7-диметокси-4-п- 5,7-dimethoxy-4-p- Противогрибная, Streptomyces Zingiber [53—55]

метоксилфенилкумарин methoxylphenylcoumarin противоопухолевая, противовоспалительная aureofaciens CMUAc130 officinale Rosc.

Салацеины А и В Salaceyins А и В Противоопухолевая Streptomyces laceyi MS53 Ricinus communis L. [56]

Птероцидин Pterocidin Противоопухолевая Streptomyces hygroscopicus TP-A045 Pteridium aquilinum [57]

Циклогексимид Cycloheximide Противоопухолевая Streptomyces sps. YIM56132 Carex baccaus [58]

Изо-циклогексимид Iso-сycloheximide Противоопухолевая Streptomyces sps. YIM56141 Carex baccaus [58]

Секоциклогексимиды А, В Secocycloheximide A, B Противоопухолевая Streptomyces sps. YIM56132 Carex baccaus [58]

дают противогрибной и противоопухолевой активностью [53, 54, 55].

Штамм Streptomyces laceyi MS53 синтезирует 6-алкилсалициловые кислоты (6 — alkylsalicylic acids): салацеины А и В (salaceyins А и В), которые показывают цитотоксичность в отношении линии клеток рака молочной железы человека SKBR3 с IC50 значениями 3,0 и 5,5 ^М соответственно [56].

Из актиномицета-эндофита Streptomyces hygroscopicus TP-A045 был выделен птероцидин (pterocidin). Он показал цитотоксичность в отношении некоторых клеточных линий рака человека со значениями IC50 2,9—7,1 ^М [57].

Из актиномицетов-эндофитов Streptomyces sps. YIM56132 и YIM56141 были получены два но-

ЛИТЕРАТУРА

1. Strobel G, Bryn Daisy B. Bioprospecting for Microbial Endophytes and Their Natural Products. Microbiol mol biol rev 2003; 67: 4: 491-502

2. Qin S. Xing K, Jiang J.-H, Xu L.-H. Li W.-J. Biodiversity, bioactive natural products and biotechnological potential of plant-associated endophytic actinobacteria. Appl Microbiol Biotechnol 2011; 89: 457-473.

3. Qin S, Li J., Chen H.-H, Zhao G.-Z, Zhu W.-Y., Jiang C.-L, Xu L.-H, Li W.-L. Isolation, diversity and antimicrobial activity of rare acti-nobacteria from medicinal plants of tropical rain forests in Xishuangbanna, China. China Appl Environ Microbiol 2009; 75: 6176—6186.

4. Hasegawa S., Meguro A., Shimizu M., Nishimura T., Kunoh H. Endophytic actinomycetes and their interactions with host plants. Actinomycetologica 2006; 20: 72-81.

5. Zhang H.W., Song Y.C., Tan R.X. Biology and chemistry of endophytes. Nat Prod Rep 2006; 23: 753-771.

6. Gunatilaka A.A.L. Natural products from plant-associated microorganisms: distribution, structural diversity, bioactivity, and implications of their occurrence. J Nat Prod 2006; 69: 509-526.

7. Guo B., Wang Y., Sun X., Tang K. Bioactive natural products from endophytes: a review. Appl Biochem Microbiol 2008; 44: 153-158.

вых антибиотических вещества - циклогексимид (cycloheximide) и изо-циклогексимид (iso-cyclo-heximide), а также их производные секоциклогек-симиды А и В (secocycloheximide A-B), которые обладают цитотоксическими свойствами и инги-бируют синтез белка в клетках [58].

Заключение

Таким образом, микроорганизмы-эндофиты представляют собой богатый и далеко ещё не полностью изученный источник новых природных биологически активных соединений с различными структурами и разнообразным биологическим действием, потенциальных для применения в фармацевтической и биотехнологической практике.

8. Staniek A., WoerdenbagH.J., Kayser O. Endophytes: exploiting biodiversity for the improvement of natural product-based drug discovery. J Plant Interact 2008; 3: 75-93.

9. Ryan R.P, Germaine K., Franks A., Ryan D.J., Dowling D.N.Bacterial endophytes: recent development and applications. FEMS Micribiol Lett 2008; 278: 1-9.

10. Verma V.C, Gond S.K, Kumar A., Mishra A., Kharwar R.N., Gange A.C. Endophytic actinomycetes from Azadirachta indica A. Juss: isolation, diversity, and antimicrobial activity. Microb Ecol 2009; 57: 749-756.

11. Verma V.C., Kharwar R.N., Strobel G.A. Chemical and functional diversity of natural products from plant-associated endophytic fungi. Nat Prod Commun 2009; 11: 1511-1532.

12. Araujo W.L., Marcon J., Maccheroni W.Jr., Van Elsas J.D., van Vuurde J.W. L., Azevedo J.L. Diversity of endophytic bacterial populations and their interaction with Xylella fastidiosa in citrus plants. Appl Environ Microbiol 2002; 68: 4906-4914.

13. Coombs J.T, Franco C.M.M.Isolation and identification of actinobacteria isolated from surface-sterilized wheat roots. Appl Environ Microbiol 2003; 69: 5603-5608.

14. Ryan R.P., Germaine K., Franks A., Ryan D.J., Dowling D.N.Bacterial endophytes: recent development and applications. FEMS Micribiol Lett 2008; 278: 1-9.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

Bascom-Slack C.A., Ma C, Moore E, Babbs B, Fenn K, Greene J.S., Hann B.D., Keehner J., Kelley-Swift E.G., Kembaiyan V., Lee S.J., Li P., Light D.Y., Lin E.H., Schorn M.A., Vekhter D., Boulanger L.A., Hess W.M., Vargas P.N., Strobel G.A., Strobel S.A. Multiple, novel biologically active endophytic actinomycetes isolated from upper Amazonian rainforests. Microb Ecol 2009; 58: 2: 374-383. Strobel, G. A., Miller R. V., Miller C, Condron M, Teplow D. B, Hess W. M. Cryptocandin, a potent antimycotic from the endophytic fungus Cryptosporiopsis cf. quercina. Microbiology 1999; 145: 1919-1926. Li J. Y, Strobel G.A., Harper J.K., Lobkovsky E, Clardy J.. Cryptocin, a potent tetramic acid antimycotic from the endophytic fungus Cryptosporiopsis cf. quercina. Org Lett 2000; 2: 767-770. Lee J. C, Yang X., Schwartz M, Strobel G, Clardy J. The relationship between an endangered North American tree and an endophytic fungus. Chem. Biol 1995; 2: 721-727.

Pulici M., Sugawara F., Koshino H., Uzawa J., Yoshida S., Lobkovsky E., Clardy J.. Pestalotiopsin-A and pestalotiopsin-B: new caryophyl-lenes from an endophytic fungus of Taxus brevifolia. J Org Chem 1996; 61: 2122-2124.

Zou W. X., Meng J.C, Lu H, Chen G.X., Shi G.X., Zhang T.Y., Tan R.X. Metabolites of Colletotrichum gloeosporioides, an endophytic fungus in Artemisia mongolica. J. Nat. Prod., 2000, 63:1529-1530 Zhang Y., Hao F., Liu N., Xu Y., Jia A., Yang Z., Xia X., Liu C. Stereochemical determination of a new and cytotoxic euphane triter-penoid from the plant endophytic fungus Phimopsis chimonanthi. J Antibiot 07/08/2013. (doi:10.1038/ja.2013.70). Horn W.S., Simmonds M. S. J., Schwartz R. E, Blaney W.M. Phomopsichalasin, a novel antimicrobial agent from an endophytic Phomopsis sp. Tetrahedron 1995; 14: 3969-3978. Shiono Y., Nitto A., Shimanuki K., Koseki T., Murayama T., Miyakawa T., Yoshida J., Kimura K. A new benzoxepin metabolite isolated from endophytic fungus Phomopsis sp., a new benzoxepin metabolite. J Antibiot 2009; 62: 533-535.

Wagenaar M.M., Clardy J. Dicerandrols, new antibiotic and cytotoxic dimmers produced by the fungus Phomopsis longicolla isolated from an endangered mint. J Nat Prod 2001; 64: 8: 1006-1009. Chaesung L., Kim J., Choi J.N., Ponnusamy K., Jeon Y., Kim S.-U., Kim J.G., Hwan Lee C.H. Identification, fermentation, and bioactivity against Xanthomonas oryzaeof antimicrobial metabolites isolated from Phomopsis longicolla S1B4. J Microbiol Biotechnol 2010; 20: 3: 494-500. Choi J.N., Kim J., Ponnusamy K., Lim C., Kim J.G., Muthaiya M.J., Lee C.H. Identification of a new phomoxanthone antibiotic from Phomopsis longicolla and its antimicrobial correlation with other metabolites during fermentation. J Antibiot 2013; 66: 231-233. Weber D., Erosa G., Sterner O., Anke T. Cylindrocyclin A, a new cytotoxic cyclopeptide from Cylindrocarpon sp. J Antibiot 2006; 59: 8: 495-499.

Verma V.C., Lobkovsky E., Gange A.C., Singh S.K., Prakash S. Piperine production by endophytic fungus Periconia sp. isolated from Piper longum L. J Antibiot 2011; 64: 427—431.

Moreno E., Varughese T., Spadafora C., Arnold A.E., Coley P.D., Kursar T.A., Gerwick W.H., Cubilla-Rios L. Chemical constituents of the new endophytic fungus Mycosphaerella sp. nov. and their antiparasitic activity. 2011; 6: 6: 835—840.

Ding G., Qi Y., Liu S., Guo L., Chen X.Photipyrones A and B, new pyrone derivatives from the plant fungus Pestalotiopsis photiniae. J Antibiot 2012; 65; 271—273.

Ding G., Wang H.-L., Chen L., Chen A.-J., Lan J., Chen X.-D., Zhang H.-W., Chen H., Liu X.-Z., Zou Z.-M. Cytochalasans with different amino-acid origin from the plant endophytic fungus Trichoderma gam-sii. J Antibiot 2012; 65: 143—145.

Guo B., Dai J.-R., Ng S., Huang Y, Leong C., Ong W., Carte B.K. Cytonic acids A and B: novel tridepside inhibitors of hCMV protease from the endophytic fungus Cytonaema Species. J Nat Prod 2000; 63: 5: 602-604.

Ballio A., Bossa F., DiGiogio P., Ferranti P., Paci M., Pucci P., Scaloni A., Segre A., Strobel G.A.. Structure ofthe pseudomycins, new lipodepsipep-tides produced by Pseudomonas syringae MSU 16H. FEBS Lett 1994; 355: 96-100.

Harrison L., Teplow D., Rinaldi M., Strobel G.A. Pseudomycins, a family of novel peptides from Pseudomonas syringae, possessing broad spectrum antifungal activity. J Gen Microbiol 1991; 137: 2857-2865. Miller R. V., Miller C.M., Garton-Kinney D., Redgrave B., Sears J., Condron M., Teplow D., Strobel G.A. Ecomycins, unique antimycotics from Pseudomonas viridiflava. J Appl Microbiol 1998; 84: 937-944. Castillo U.F., Strobel G.A., Ford E.J., Hess W.M., Porter H., Jensen J.B., Albert H, Robison R., Condron M.A.M., Teplow D.B., Stevens D, Yaver D. Munumbicins, wide-spectrum antibiotics produced by

Streptomyces NRRL 30562, endophytic on Kennedia nigriscans. Microbiology 2002; 148: 2675-2685.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

37. Castillo U.F., Strobel G.A.., MullenbergK., Condron M.M., Teplow D.B., Folgiano V., Gallo M., Ferracane R., Mannina L., Viel S., Codde M., Robison R., Porter H., Jensen J. Munumbicins E-4 and E-5: novel broad-spectrum antibiotics from Streptomyces NRRL3052. FEMS Microbiol Lett 2006; 255: 296-300.

38. Christina A., Christapher V., Bhore S.J. Endophytic bacteria as a source of novel antibiotics: an overview. Phcog Rev 2013; 7: 11—16.

39. Castillo U., Harper J.K., Strobel G.A., Sears J., Alesi K., Ford E., Lin J., Hunter M., Maranta M., Ge H., Yaver D., Jensen J.B., Porter H., Robison R., Miller D., Hess W.M., Condron M., Teplow D. Kakadumycins, novel antibiotics from Streptomyces sp. NRRL 30566, an endophyte of Grevilleapteridifolia. FEMS Microbiol Lett 2003; 234: 183-190.

40. Ezra D., Castillo U.F., Strobel G.A., Hess W.M, Porter H, Jensen J.B., Condron M.A.M., Teplow D.B., Sears J., Maranta M., Hunter M., Weber B., Yaver D. Coronamycins, peptide antibiotics produced by a verticillate Streptomyces sp. (MSU-2110) endophytic on Monstera sp. Microbiology 2004; 150: 785-793.

41. El-Gendy M.M.A., EL-Bondkly A.M.A. Production and genetic improvement of a novel antimycotic agent, saadamycin, against der-matophytes and other clinical fungi from endophytic Streptomyces sp. Hedaya48. J Ind Microbiol Biotechnol 2010; 37: 8: 831-841.

42. Ding L., Muenich J., Goerls H., Maier A., Fiebig H.-H., Lin W.-H., Hertweck C. Xiamycin, a pentacyclic indolosesquiterpene with selective anti-HIV activity from a bacterial mangrove endophyte. Bioorgan Med Chem Let 2010; 20: 22: 6685—6687.

43. Taechowisan T., Wanbanjob A., Tuntiwachwuttikul P., Taylor W.C. Identification of Streptomyces sp. Tc022, an endophyte in Alpinia galanga, and the isolation of actinomycin D. Ann Microbiol 2006; 56: 2: 113-117.

44. Tuntiwachwuttikul P., Taechowisan T., Wanbanjob A., Thadaniti S., Taylor W.C. Lansai A-D, secondary metabolites from Streptomyces sp. SUC1. Tetrahedron 2008; 64: 7583-7586.

45. Taechowisana T., Wanbanjob A., Tuntiwachwuttikul P., Liu J.K. Anti-inflammatory activity of lansais from endophytic Streptomyces sp. SUC1 in LPS-induced RAW 264.7 cells. Food Agric Immunol 2009; 20: 67-77.

46. Tuntiwachwuttikul P., Taechowisan T., Wanbanjob A., Thadaniti S., Taylor W.C. Lansai A-D, secondary metabolites from Streptomyces sp. SUC1. Tetrahedron 2008; 64: 7583-7586.

47. Schreiber D., Jung M., Sandjo L.P., Liermann J.C., Opatz T., Erkel G.. 3'-Demethyldihydromaldoxin and dihydromaldoxin, two anti-inflam-motory diaryl ethers from a Steganospora species. J Antibiot 2012; 65: 473—477.

48. Lu C.H., Shen Y.M.A new macrolide antibiotic with antitumor activity produced by Streptomyces sp. CS, a commensal microbe of Maytenus hookeri. J Antibiot 2003; 56: 415-418.

49. Lu C.H, Shen Y.M. Two new macrolides produced by Streptomyces sp. CS. J Antibiot 2004; 57: 597-600.

50. Lu C.H., Shen Y.M. A novel ansamycin, naphthomycin K from Streptomyces sp. J Antibiot 2007; 60: 649-653.

51. Zhao P.J, Fan L.M., Li G.H, Zhu N, Shen YKM.Antibacterial and antitumor macrolides from Streptomyces sp. ls9131. Arch Pharm Res 2005; 28: 1228-1232.

52. Li J., Lu C.H., Shen Y.M.Macrolides of the bafilomycin family produced by Streptomyces sp. CS. J Antibiot 2010; 63: 10: 595—599.

53. Yu Z., Zhao L.-X., Jiang C.L., Duan Y., WongL., Carver K.C., Shuler L.A., Shen B. Bafilomycins produced by an endophytic actinomycete Streptomyces sp. YIM56209. J Antibiot 2011; 64: 159—162.

54. Taechowisan T., Lu C., Shen Y., Lumyong S. Secondary metabolites from endophytic Streptomyces aureofaciens CMUAc130 and their antifungal activity. Microbiology 2005; 151: 1691-1695.

55. Taechowisan T., Lu C.H., Shen Y.M., Lumyong S. 4-Arylcoumarin inhibits immediate-type allergy. Food Agric Immunol 2007; 18: 203-211.

56. Taechowisan T., Lu C.H., Shen Y.M., Lumyong S. Antitumor activity of 4-arylcoumarins from endophytic Streptomyces aureofaciens CMUAc130. J Cancer Res Trer 2007; 3: 86-91.

57. Kim N, Shin J.C., Kim W, Hwang B.Y., Kim B.S., Hong Y.S., Lee D. Cytotoxic 6-alkylsalicylic acids from the endophytic Streptomyces laceyi. J Antibiot 2006; 59: 797-800.

58. Igarashi Y., Miura S., Fujita T., Furumai T. Pterocidin, a cytotoxic compound from the endophytic Streptomyces hygroscopicus. J Antibiot 2006; 59: 193-195.

59. Huang S.-X, Yu Z., Robert F., Zhao L.-X., Jiang Y., Duan Y., Pelletier J., Shen B. Cycloheximide and congeners as inhibitors of eukaryotic protein synthesis from endophytic actinomycetes Streptomyces sps. YIM56132 and YIM56141. J Antibiot 2011; 64: 163—166.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.