CC BY
1INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
ИНГИБИТОРНАЯ АКТИВНОСТЬ ЭНДОФИТНЫХ ГРИБОВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ В ОТНОШЕНИИ УРЕАЗЫ И ИХ ПОТЕНЦИАЛ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
1Вахабова Нилуфар Абдухалиловна, 2Рузиева Дилором Муталибовна, 3Расулова Гульчехра Ахроровна, 4Гулямова Тошхон Гафуровна
1 Стажер-исследователь, Институт микробиологии АН РУз 2Старший научный сотрудник, к.б.н, Институт микробиологии АН РУз 3Младший научный сотрудник, Институт микробиологии АН РУз 4Д.б.н, проф. Институт микробиологии АН РУз https://doi.org/10.5281/zenodo.13842183
Аннотация. Ингибиторы уреазы играют важную роль в сельском хозяйстве и экологии, поскольку они могут контролировать активность уреазы - фермента, катализирующего гидролиз мочевины до аммиака и углекислого газа. Ингибиторы уреазы используются для улучшения азотного метаболизма в растениях, что снижает потери азота и уменьшает загрязнение окружающей среды аммиаком. Это особенно важно для повышения эффективности использования удобрений и устойчивого земледелия [1,2].
На сегодняшний день на рынке существует множество синтетических ингибиторов уреазы, таких как N-бутилтриафосфорный триамид, N-пропилтриафосфорный триамид (NPPT), гидрохинон и другие. Однако, они проявляют ряд нежелательных побочных эффектов. Это обусловило большой интерес к разработке новых, селективных, эффективных и экономически выгодных ингибиторов уреазы с низкой токсичностью [2].
В Узбекистане растительная природа обладает богатейшими запасами лекарственных растений, включая эндемичные виды, веками использовавшиеся в традиционной медицине. В сочетании с резко континентальным климатом, это обуславливает широкое разнообразие грибов-эндофитов и их специфическую уникальность [3,4,5,7]. Ранее, в Институте микробиологии АН РУз из различных местных лекарственных растений были выделены грибы-эндофиты, относящиеся к родам Aspergillus, Pénicillium, Acremonium и Fusarium.
В связи с этим, целью настоящей работы является исследования ингибиторных свойств экстрактов вне- и внутриклеточных метаболитов 50 изолятов эндофитных грибов из коллекции лаборатории. В результате скрининга установлено, что только 24 изолята проявляют ингибирование. Наиболее активные изоляты в диапазоне от 61,% до 75,5% ингибирования выделены из Алоэ вера. Тиомочевина, используемая в качестве стандарта, ингибировала уреазу на 94%.
Ключевые слова: уреаза, ингибиторы уреазы, мочевина, эндофиты.
Экстракцию метаболитов из биомассы эндофитов проводили по методу Lang et al. с модификациями Hazalin et al. [6]. Ингибирующую активность уреазы всех полученных экстрактов определяли в соответствии с методом, описанным Weatherburn, с небольшими изменениям [8]. Из корней, стеблей, листьев лекарственных растений находящихся в коллекции лаборатории ББФАС, было выделено 50 эндофитных грибных изолятов. Проведены исследования ингибиторных свойств экстрактов эндофитных грибов-изолятов. Установлено различное количественное содержание эндофитных грибов в различных
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
частях растений. Из всех исследованных частей растений самое большое количество грибов-эндофитов выявлено из корней- 56 %, из листьев-24% и меньше всего из стеблей -20% соответственно.
Для хранения выделенных культур эндофитных грибов использовали агаризованные среды картофельно-декстрозная (PDA) и Чапека Докса с ежемесячным обновлением косячков. Для накопления биомассы грибов-эндофитов с целью последующей экстракции вторичных метаболитов были выбраны эндофитные грибы, которые хорошо росли на агаре «Картофельная декстроза», поэтому для массового культивирования использовали только картофельно-декстрозный бульон. Выбранные грибы инокулировали в картофельно-декстрозном бульоне в литровых колбах по 250 мл бульона каждая.
Нами было проведена количественная оценка ингибиторной активности по отношению к уреазе экстрактов эндофитов спектрофотометрическим методом. Изучение ингибиторных свойств выделенных эндофитов проводили в системе in vitro с уреазой и мочевиной в качестве субстрата.
Ингибиторная активность по отношению к уреазе оказалась значительно выше в экстрактах, полученных из биомассы эндофитов, по сравнению с экстрактами из культуральной жидкости. Наибольшее число эндофитов с высокой степенью ингибиторной к уреазе обнаружено в экстрактах растения Алое вера (61-75,5%).
Совокупный анализ полученных данных показывает, что метаболиты, обладающие способностью ингибировать уреазу на уровне стандарта тиомочевины (более 70 %), синтезируют эндофиты выделенные из лекарственого растения Алое вера.
Представленные данные впервые свидетельствуют о том, что ингибиторы уреазы, продуцируемые эндофитными грибами, выделенные из лекарственных растений Узбекистана представляют собой перспективные агенты для улучшения азотного метаболизма, защиты растений и контроля загрязнения окружающей среды. Их дальнейшее изучение и разработка могут привести к созданию эффективных и экологически безопасных решений в сельском хозяйстве, экологии и медицине.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Dominika Matczuk, Anna Siczek. Effectiveness of the use of urease inhibitors in agriculture: a review/ International Agrophysics, 2021,35,197-208.
2. Fenghong Liu, Xianhao Cheng, Jing Miu, Xinjun Li, Runyang Yin, Jiahui Wang, Yanping Qu. Application of different methods to determine urease activity in enzyme engineering experiment and production. Web of conferences 251, 02057 (2021).
3. Takeda Y., T.Hayashi, T.Masuda, G.Honda, Y.Takaishi, M.Ito, H.Otsuka, K.Matsunami, Khojimatov O.Kh., O.Ashurmetov. Chemical constituents of an Uzbek medicinal plant, Perovskia scrophularifolia. Journal Natural Medicine. № 61, 2006. 84 -85 p.
4. Zubek S., Nobis M., Blaszkowski J., Mleczko P., Nowak A. Fungal root endophyte associations of plants endemic to the Pamir Alay Mountains of Central Asia. Symbiosis, 2011, 54:139-149.
5. Хожиматов О.К. Лекарственные растения Западного Тянь-Шаня (в пределах Республики Узбекистан). Автореферат диссертации доктора биологических наук. -Ташкент. 2008. - 40 с.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "STATUS AND DEVELOPMENT PROSPECTS OF FUNDAMENTAL AND APPLIED MICROBIOLOGY: THE VIEWPOINT OF YOUNG SCIENTISTS" _25-26 SEPTEMBER, 2024_
6. Hazalin N.A., Ramasamy K., Lim S.M., Wahab I.A., Cole A.Lj, Majeed A.A.: Cytotoxic and antibacterial activities of endophytic fungi isolated from plants at the National Park, Pahang, Malaysia. BMC Complementary and alternative medicine. 2009, 9:46.
7. Lang, G., Blunt, K., MacKenzie, A., et al. (2005). Bioactive Secondary Metabolites from Endophytic Fungi: Extraction Techniques and Utilization. Journal of Natural Products, 68(2), 216-220.
8. Weatherburn, M. W. (1967). Phenol-Hypochlorite Reaction for Determination of Ammonia. Analytical Chemistry, 39(8), 971-974.
