CC BY
20
Regulatory Mechanisms
in biosystems
Regulatory Mechanisms
in
Biosystems
ISSN 2519-8521 (Print) ISSN 2520-2588 (Online) Regul. Mech. Biosyst., 8(l), 77-83 doi: 10.15421/021714
Condition of the prooxidant-antioxidant system of some strains of Basidiomycetes
O. V. Fedotov
Donetsk National Medical University, Kramatorsk, Ukraine
Article info
Received 06.01.2017 Received in revised form
14.02.2017 Accepted 17.02.2017
Donetsk National Medical University, Boulevard of Mechanical Engineers, 39,
Kramatorsk, 84331, Ukraine Tel.: +38-068-717-87-87 E-mail: bio.graff@ukr.net
Fedotov, O. V. (2017). Condition of the prooxidant-antioxidant system of some strains of Basidiomycetes. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 8(1), 77-83. doi: 10.15421/021714
The article deals with the calculation and comparison indications of the condition of the prooxidant-antioxidant system (PAS) of strains of Basidiomycetes under periodic surface cultivation on a glucose-peptone medium. The research material consisted of the mycelium and culture filtrate (CF) from 57 strains, 52 of them belonging to 7 species of the order Agaricales and 5 belonging to 5 species of the order Polyporales. The intensity of the processes of lipid peroxidation was determined by a modified spectrophotometric method for contents of active products to thiobarbituric acid. Total antioxidant activity (AOA) of the mycological material was evaluated by intensity of inhibition from accumulated products of lipid peroxide oxidation (LPO) in a model reaction of oxidation by Twin-80 oxygen of the air. From the data obtained, indicators of prooxidant activity (POA), indicators of reserve of substrate peroxidation (SPO) and the balance coefficient of the prooxidant-antioxidant system (CbPAS) were calculated. It was established that strains of Basidiomycetes are characterized by significant predominance of prooxidant activity characteristic of PAS in the culture filtrate in comparison with the mycelium indicator. The highest values of POA in the Culture Filtrate were observed on the 12-th day of cultivation for the strain P-089 genus Pleurotus and strain Gl-2 genus Ganoderma, and for the mycelium on the 9-th day of cultivation for the strains P-citr, P-089, P-er and P-082 of the genus Pleurotus. There is a direct dependence between the indicators of POA in the CF and mycelium for each strain, this dependence and level of indication do not reflect their systematic placement. We distinguished a more significant prevalence of indicators of reserve of substrates peroxidation of mycelium for most strains, than for such indicators with CF The highest value of reserve SPO of mycelium was recorded for strains P-447, P-998, P-039, P-94, P-2175, P-citr, P-er, D-140 of the genus Pleurotus and strains F-107, F-610 of the genus Flammulina. For the majority of the strains there was a clear prevalence of the values of the balance coefficients for PAS of mycelium over those of CF. Maximum values of the balance coefficient PAS of mycelium on the 9-th day were recorded for strains T-10 (F. fomentarius) and D-140, P-035, P-01, P-105 (P. ostreatus) and on the 12-th day for strains Sc-10 (S. commune), P-kl, P-14 (P. ostreatus), P-er (P. eryngii) i 960 (A. cylindracea). The abovementioned strains are distinguished by the with high level of AOA in the mycelium on certain days of cultivation and can be recommended as producers of antioxidants of fungal origin.
Keywords: prooxidant activity; antioxidant activity; mushrooms; surface cultivation; glucose-peptone medium
Стан прооксидантно-антиоксидантноТ системи деяких штамiв базидюмжотових грибiв
О. В. Федотов
Донецький нацюнальний медичний ушверситет, Краматорськ, Украта
Робота присвячена розрахунку та ж^внянню показниюв стану прооксидантно-антиоксидантно! системи (ПАС) шта]шв базидюмжотових грибiв за 1х поверхневого перюдичного культивування на глюкозо-пептонному середовищг Матерiал до^дження -мщелш та культуральний фшьтрат (КФ) 57 штамiв: 52 iз них належать до 7 видав порядку Agaricales та 5 - до 5 видiв порядку Polyporales. 1нтенсившсть процеив лшдно! пероксидаци визначали модифжованим спектрофотометричним методом за вмятом продуктпв ПОЛ, активних до тюбарбпурово! кислоти. Загальну антиоксидантну актившсть (АОА) мжолопчного матерiалу оцшювали за штенсившстю гальмування накопичення продукпв ПОЛ у модельнш реакцп окиснення Твш-80 киснем повпря. За отриманими даними розраховували показник прооксидантно! активносл (ПОА), показник резерву субстралв перекисного окиснення (СПО) та коефщенг рiвноваги проокси-дантно-антиоксидантно! системи (КРПАС). Для штамiв базидюмжотових грибiв характерне переважання активносл прооксидантно! складово! ПАС у культуральному фшьтрата порiвняно з цим показником мщелж>. Найвищi значення ПОА КФ вiдмiчаються на 12-ту добу культивування штаму Р-089 роду Pleurotus i штаму Gl-2 роду Ganoderma, а мщелго - на 9-ту добу культивування штамiв Р-сitr, Р-089, P-er та Р-082 роду Pleurotus. Зареестровано пряму залежнiсть мiж показниками ПОА КФ i мiцелiю кожного штаму, ця залежнiсть та рiвень показника не ввдображають 1х систематичного положения. Виявлено суттеву перевагу показниюв резерву субстратав перекисного окиснення мщелго бiльшостi штамiв над таким показником КФ. Найвищi значення резерву СПО мiцелiю зафжсоваш для штамiв Р-447,
Р-998, Р-039, Р-94, Р-2175, P-citr, Р-er, D-140 роду Pleurotus та штамiв F-107, F-610 роду Flammulina. Для переважж» бiльшостi штамiв харакгерне переважання значень коефiцieнтiв рiвноваги ПАС мщелто над такими КФ. Максимальнi значения коефщенпв рiвноваги ПАС 9-добового мщелто зафiксованi для штамiв Т-10 (F. fomentarius) i D-140, Р-035, Р-01, Р-105 (P. ostreatus) та 12-добового - штамiв Sc-10 (S. commune), Р-кл, Р-14 (P. ostreatus), Р-er (P. eryngii) i 960 (A. cylindracea). Назваш штами вирiзняються високим рiвнем АОА мiцелiю на встановлену добу культивування та можуть бути рекомендоваш як продуценти антиоксиданпв грибного походження.
Ключовi слова: прооксидантна акгивнiсть; антиоксидантна акгивнiсть; поверхневе культивування; глюкозо-пептонне середовище
Вступ
Прооксидантно-антиоксидантна система (ПАС) живого оргатзму включае два взаемопротилежш процеси: генерацию активних форм кисню (АФК), що шкцюють вiльнорадикальне перекисне окиснення (ВРПО) та сповшьиения чи припинення процесу окиснення комплексом речовин антиоксидантного за-хисту (АОЗ) (Halliwell, 2006; Winquist, 2008; Egorova et al., 2015). Увага до змши показииюв ПАС пояснюеться 1х вирг-шальним значениям у функц1онуванн1 оргатзму на клотии-ному та оргатзмеиому рiвняx. У численних дослщжениях, яю проводяться в галуз1 виьиорадикальио! бюлоги, показано, що розвиток дисбалансу ПАС супроводжуеться порушенням функщоиуваиия систем оргатзму (Droge, 2002; Fruehauf et al., 2007). Змщення рiвноваги ПАС зумовлюе зниження його резис-теитиостi до несприятливих екзогенних i ендогенних факторов i е однiею iз ключових ланок розвитку патогенетичних явищ (Syr-chin et al., 2015; Fedotov, 2016). Окисний стрес, що супроводжу-еться переважанням прооксидантного процесу над антиокси-дантним, характеризуеться посиленням неконтрольованих реак-ц1й вiльнорадикального окиснення (ВРО), у тому числi перекис-ного окиснення лощдов (ПОЛ) з одночасним виснаженням анти-оксидантно! системи (АОС) (Fruehauf et al., 2007). Корелящя окисного стресу та розвитку патогенетичних явищ можлива по-силенням бiосиитезу власних чи внесенням додаткових про- та антиоксидантов (Cherubini et al., 2008; Syrchin et al., 2015).
Тривале використання синтетичних локарських препаратов, у тому чист антиоксиданттв обмежене через 1х потенцину токсич-ну дю. Це пщвищуе актуальность пошуку високопродуктивних природних продуцеитiв бюлопчно активних речовин (БАР) (Halliwell, 2006; Pham-Huy et al., 2008; Wasser, 2011). Одт з пер-спективних органiзмiв-продуцеитiв БАР профшактично-лжуваль-ио! до - базидюмжотовТ гриби (Asatiani et al., 2010; Wasser, 2010, 2011; Syrchin et al., 2015). Ц органзми як у природних умовах, так i за 1х штучного вирощування здатт до синтезу та накопичення повноциного протешу та численних БАР. Примором, 1х складиi еизимнi комплекси прооксиданшо-антиоксидантно! системи зад-ян у бютрансформащ складних та хмчно стойких бiополiмерiв, що мае промислове (Chang, 2001; Winquist, 2008; Kapich, 2010) та еколопчне значення (Eriksson et al., 1990; Fedotov, 2007; Chayka et al., 2014). Як наслщок, штенсивно розробляються способи культивування 1спвних та лiкарськиx видв базидiомiкотовиx та видшен-ия 1х метаболшв (Voloshko et al., 2011; Fedotov et al., 2012; Bisko et al., 2016). Це полшукри та ензими, полофеиоли та терпени, полiкетиди та стеровди, вiтамiии та вiтамiиоподiбиi речовини тощо (Wasser, 2011; Voloshko et al., 2011; Velygodska et al., 2016). 1х терапевтична дя, у першу чергу, зумовлена антиоксидантиою активностю - здатиостю до поглинання (scavenging) втьних радикалiв, модулящ активиостi еизимТв шляхом хелатування металов та пригночення процесу окиснення лшщв (Asatiani et al., 2010; Kapich, 2011; Syrchin et al., 2015). Дослвдження показали, що грибн метаболiти, у тому чист антиоксиданти, мають високий ровень бюдоступносто, здатт швидко метаболiзуватися в органозмо. Вживання грибТв та шших продуктов в високою конпентрапjею антиоксиданпв зумовлюе появу у плазмо кровТ бюактивних метаболшв, що, у свою чергу, тцдвищуе И анти-оксидантну активиiсть (Cherubini et al., 2008; Bitto et al., 2010; Syrchin et al., 2015).
Мета цього дослщжения - встаиовити та поровияти показииюв прооксидантно-антиоксидантно! системи у дииамощ росту штамов базидюмжотових грибов за 1х поверхиевого перю-дичиого культивуваиия иа глюкозо-пептониому середовищт
Матерiал i методи досл1джень
Об'екти дослiдження - 57 штамОв 12 видов грибОв вiддiлу Basidiomycota (Fedotov et al., 2012). Серед них до порядку Agaricales належать штами 167, 218, 960 Agrocybe cylindracea (DC.) Gillet., штам Fh-08 Fistulina hepatica Schff. ex Fr., штами F-03, F-06, F-073, F-1, F-10, F-102, F-104, F-107, F-112, F-2, F-202, F-204, F-vv, F-610 Flammulina velutipes (Curt.: Fr.) Sing., штам Р-citr Pleurotus citrinopileatus Singer., штам P-er Pleurotus eryngii (DC.: Fr.) Quel., штами D-140, Hk-35, P-004, P-01, P-035, P-039, P-081, P-082, P-083, P-087, P-088, P-089, P-105, P-107, P-12k, P-191, P-192, P-203, P-206, P-208, P-209, P-210, P-6v, P-кл, Р-14, Р-4к, Р-91, Р-94, Р-998, P-447, P-2175 Pleurotus ostreatus (Jacq.: Fr.) P. Kumm. та штам Sc-10 Schizophyllum commune Fr.: Fr.. До порядку Polyporales належать штам Dq-08 Dae-dalea quercina Fr., штам T-10 Fomes fomentarius (L. ex Fr.) Gill., штам Gl-2 Ganoderma lucidum (Curt.: Fr.) P. Karst., штам Il-4k Irpex lacteus Fr. та штам Ls-08 Laetiporus sulphureus (Bull.) Murrill. Систематичне положення видiв дослщжуваних штамОв з'ясоване зтвдно в сучасними лпературними джерелами (Kirk, 2008).
1з метою встановлення показникв стану прооксидантно-антиоксидантно! системи дослiднi штами культивували перю-дично поверхнево за 27,5 ± 0,02 °С протягом 12 дiб у колбах Ерленмеера емтстю 250 мл, що мютили 50 мл живильного середовища. Використовували стандартне глюкозо-пептонне середовище (ГПС, рН 6,5 ± 0,2): глюкоза - 10,0 г/дм3, пептон -3,0 г/дм3, КН2РО4 - 0,6 г/дм3, К2НРО4 - 0,4 г/дм3, MgSO4 • 7H2O - 0,5 г/дм3, CaCl2 - 0,05 г/дм3, ZnSO4 • 7H2O - 0,001 г/дм3. 1нокулюмом (0,5 ± 0,01 г/дм3) слугували 10-добовi мiцелiальнi культури штамОв на сусло-агарi (СА). Режим ферментаци зу-мовлений економiчною та технологiчною недощльтстю дов-гострокового культивування та тривалютю фази експоненць ального росту штамiв (Wasser, 2011; Fedotov, 2012).
Дослiджували мщелш i культуральний фiльтрат (КФ), яю готували таким чином. Посля зашнчення термшу культивування штамОв мщелш вщдшяли вiд культурально! рiдини за температури 5 ± 1 °С шляхом фшьтрування. Отриманий мщелш промивали дистильованою водою, тдсушували на фшьт-рувальному паперi та гомогензували шляхом розтирання в охолодженш до 1 ± 0,5 °С фарфоровой ступцо Мiцелiальний гомогенат (МГ) використовували для приготування водно! витяжки та разом Оз КФ - для визначення показникiв ПАС. Рештки мщелгю переносили у вщкалОброван бюкси, зважува-ли та висушували за +104 ± 2 °С до постшно! маси. ДалО роз-раховували волопстъ i абсолютно суху бюмасу (АСБ) мщелгю (Dudka et al., 2003; Voloshko et al., 2011; Chayka et al., 2014).
1з метою встановлення рОвня самочинно! штенсивносто (Ас) процесОв ПОЛ, до 1,5 мл водно! витяжки мщелгю або 0,5 мл КФ (контроль - дистильована вода) додавали розчини три-хлороцтово! кислоти (ТХО) та тюбарбпурово! кислоти (ТБК) до кнцевих концентрацш у реакцинш сумОшО 0,61 та 0,37 моль/дм3, вщповщно. Сумш кип'ятили на водянй бан протягом 15 хв, посля чого швидко охолоджували до + 20 °С. Отриманий розчин центрифугували 15 хв за 1 700 g. 1з метою визначення рОвня Ондуковано! (АО) гнтенсивност! процесОв ПОЛ до вказаних об'емОв водно! витяжки мщелто або КФ (контроль -дистильована вода) додавали Ы0-3 моль/дм3 розчин сОрчано-кислого залОза i 1^10-2 моль/дм3 аскорбОново! кислоти. СумОш витримували за +40 °C на водянтй банО протягом 90 хв. ДалО на спектрофотометрО за довжини хвилО 532 i 590 нм вимОрювали екстинкпгю супернатантгв достдних проб проти контрольних. Самочинну та шдуковану ОнтенсивнОсть ПОЛ мОцелгю чи КФ
розраховували за формулою (Оиука й а1., 2014; Fedotov, 2016):
Ас (А )
)•10 6 •V • K
1,56 •10 5 • Р
де Е532 i Е590 - показники екстинкци, V - об'ем реакышно! сумтп (мл), К - коефгц^ент перерахунку на АСБ мщелта, 106 -фактор розтрностей, 1,56 • 105 - молярний коеф1ц1ент екстинкци, Р - наважка сирого мщелта (г) або об'ем КФ (мл). Юль-кiсть у мiкологiчному матерiалi продукта ПОЛ, активних до ТБК (ТБК-АП) виражали у нмоль/г АСБ або нмоль/мл КФ.
За отриманими значениями Ас i Аi розраховували показник прооксидантно! активности (ПОА - характеризуе активнгсть прооксидантно! складово! прооксидатно-атиоксиданшо! си-стеми) та показник резерву субстрата перекисного окиснення (СПО, який вказуе на можливiсть шдукци ПОЛ за до фактор1в середовища) за формулами (СИаука et а1., 2014; Fedotov, 2016):
ПОА
• 100 %
^ , СПО = А-А
А, А,
На останньому етат розраховували коефшкнт р1вноваги прооксидантно-антиоксидантно! системи (КРПАС) за формулою (СИаука et а1., 2014; Fedotov, 2016):
АОА
ПОА
Культивування штам1в проводили у триразовш повторност!. Статистичну обробку експериментальних даних проводили з ви-користанням пакета програм для проведення статистично! об-робки результатов бiологiчних експерименпв. Рiзницю мтж да-ними вважали достовiрною за Р < 0,05 (Prisedskiy, 1999).
Результати
Прооксидантна активнiсть. Показники прооксидантно! активном! мщелта (рис. 1) та культурального фмырату (рис. 2) достджених штам1в мають iндивiдуальнi значення та характе-ризуються такими ознаками.
ПОА мiцелiю переважно! бiльшостi штамiв на 9-ту та 12-ту добу культивування перебувае в межах вщ 0,15 (штам F-610, 9 ДК) до 0,51 (штам Dq-08, 12 ДК). Виняток - штами Р-сйт, Р-089, Р-er та Р-082 роду Pleurotus, активтсть прооксидантно! складово! ПАС мщелта на 9-ту добу культивування яких мае найвищi значення 0,96 ± 0,21, 0,71 ± 0,14, 0,61 ± 0,16 та 0,58 ± 0,23, вiдповiдно. Цжаво вщмтити в цш групi штам Р-447, ПОА мщелта якого на 12-ту добу перевищуе цей показник на 9-ту добу культивування та дор1внюе 0,55 ± 0,19.
0.9
£ 0.8
с и
и
0.7
Р 0.6
0
2
а о.5
Р а
я о.4
Е
1 0.3
3
3 0.2
А
О
а 01
С
Активнiсгъ прооксидантно! складово! прооксидантно-антиоксидантно! системи в культуральному фиьтрап вища за цей показник у мщелй. За найвищими значеннями на 12-ту добу культивування видляються штами Р-089 (0,99 ± 0,17) роду Pleurotus i 01-2 (0,97 ± 0,14) роду Ganoderma. Далi, в порядку зменшення ПОА КФ вдуть штами F-107, Р-035, 960. Найнижш значення ПОА КФ зафiксованi на 12-ту добу культивування штаму F-104 (0,26 ± 0,19) роду Flammulina.
Узагальнюючи отриманi експериментальт данi, треба вщ-мiтиги, що для всiх дослщжених штам1в базидюмщепв харак-терне значне переважання активносп прооксидантно! складово! ПАС у культуральному фиьтрап пор1вняно з цим показ-ником мщелта. Найвищi значення ПОА КФ вщмчаються на 12-ту добу культивування штаму Р-089 роду Pleurotus i штаму 01-2 роду Ganoderma, а мщелта - на 9-ту добу культивування штам1в Р-сйт, Р-089, Р-er та Р-082 роду Pleurotus. Зареестрова-но пряму залежтсть мтж показниками ПОА i КФ мщелта кожного штаму, ця залежтсть та р1вень показника не вщобража-ють !х систематичного положення.
Резерв субстраттв перекисного окиснення. На наступному етапi розраховували резерв субстрата перекисного окиснення (СПО), до яких переважно входять лЫдт сполуки, зокрема полiненасиченi жирнi кислоти. Його р1вень вказуе на можли-вють iндукцii процесу ПОЛ за ди рiзних факторiв. За рiвнем СПО мщелта (рис. 3) достджет штами умовно подляються на три групи. До першо! належать п'ять штамiв (Р-087, Р-082, Р-081, Р-12к, Р-192) роду Pleurotus iз низькими значеннями резерву СПО. Тобто для мщелта цих штамiв характерна висо-ка штенсившсть процесiв ПОЛ iз залученням бiлъшостi до-ступних субстратiв. До друго! групи можна вiднести чотири штами (F-112, F-2, F-204, F-vv) роду Flammulina та три штами Р-01, Р-105, Р-107 роду Pleurotus iз помiрними значеннями показника резерву СПО. Мщелш цих штамiв вирiзияеться помiриою iнтеисивиiстю процесiв ПОЛ у застосованих умовах кулътивуваиия. Переважна бшьшють (45 штамiв) складае третю групу та характеризуеться високими значен-нями показника резерву СПО. Для мщелта цих штамiв характерна низька iнтеисивиiстъ процесiв ПОЛ iз залученням ^значно! кiлькостi доступних субстратiв та, ймовiрио, високим вмтстом АО. Найвищi значення резерву СПО мщелта зафжсоваш у восьми штамiв (Р-447, Р-998, Р-039, Р-94, Р-2175, Р-сitr, Р-er, D-140) роду Pleurotus та двох штамiв (F-107, F-610) роду Flammulina.
□ 9 ДК
□ 12 ДК
х :' х I ■ ссго*: — ~ ' I—"I г;-" ~—" сч—'г^г ссс" I ^—ь- кл-осос/о Етг —I—гос-1" ■" :
он^Эо-он-оооо! ■ —(ООО—1Гт' оо I—1-я Тт'.оо^ос-ы-ы-^оо^^оаоон-о у—i-rc-.c-.c-.-ri-■ —I ¿¿С1^ 9а,99999999"? ^ ^ ¿ь ¿А 97 г; ¿
а Е Рн № Рч^ аШ^ч ечечечечечечечечечечечечечечечечечеч ечеч^и
Рис. 1. Прооксидантна активиiстъ мiцелiю штамiв на 9-ту (9 ДК) та 12-ту (12 ДК) добу культивування (п = 3)
( ^ 532 ^ 590
^он -цо^^!-1"">С\1—ин^Н'^^ЮООС'.О > КтГ ^¡1—1ТГС0Г-ЛГ.О он 'сфО'он'ООООС-тт" нОООнГт' ОО ¡>1—1-тз утгсоОО00000000ОООС'.ООООн'о 14—{тс,0\0\"1т- —i
р н1-| Е Рн РчРчРчРч №<Ы-ч рЩ^^^^^^^^ецецецечецец^^^^рчец^и
Рис. 2. Прооксидантна акгивтсть культурального фольтрату штамов на 9-ту (9 ДК) та 12-ту (12 ДК) добу культивування (п = 3)
о о
30
25
20
15
и П
10
О—и.^гО'О—СООООГ ■ г" НОООН-1 ОО I--1 я у—i-rc-.c-.c-.-ri- ■—I
р Е Рн №<№н РчРч Рч^ рЩьч ечечечецецецецецецецецецецецецецецец ра^и
Рис. 3. Показник резерву субстратов перекисного окиснення моцелою штам1в на 9-ту (9 ДК) та 12-ту (12 ДК) добу культивування (п = 3)
Резерв субстратов перекисного окиснення КФ (рис. 4) знач-но нижчий за цей показник моцелою. Огриманi результати СПО культурального фольтрату можна подолити на двi групи. До першо!, зi значеннями показника резерву СПО до 50%, належать 46 штамов. Найнижчо показники СПО зафоксовано для КФ штамов Б-112, Р-087, Р-082 та Р-081. У другу, полъ морфну, групу можемо вiднесги 11 штамов iз високими значеннями показника резерву СПО (Е-104, Е-204, Р-208, Р-206, Р-2175, Р-203, Е-610, Р-998, Е-202, Е-уу, Нк-35). Для КФ цих штамов властива низька iнгенсивнiсть процесов ПОЛ i поровняно висока антиоксидантна активтстъ (АОА).
Подсумовуючи отриманi на цьому егапi данi, зазначимо ви-явлену для переважно! бiльшостi штамов суттеву перевагу по-казников резерву субстратов перекисного окиснення моцелою над таким показником КФ. НайвищО значения резерву СПО моцелою зафоксоват для 8 штамов (Р-447, Р-998, Р-039, Р-94, Р-2175, Р-сйг, Р-ег, Б-140) роду Р1еиШт та двох штамов (Е-107, Е-610) Е1атшиНпа. Названо штами перспективно для застосування в ондикацо! певних боотехнологочних процесов чи екологочному тестуванно
Коефiцieнт рiвноваги прооксидантно-антиоксидантно!" системи. Цей показник вщображае сповводношення значень активносто антиоксидантно! та прооксидантно! систем. За пе-реважання останньо! (под час посилення неконтрольованих реакцой вольнорадикального окиснення) значення КРПАС ма-ють тенденцою до зниження. У разо зростання активносто за-хисних систем (у тому число антиоксидантно!) показники КРПАС зростають до поровняно високих значень.
Зоставлення коефоцоентов ровноваги ПАС моцелою та КФ дослоджених штамов базидоомоцетов на 9-ту добу культивуван-ня (рис. 5) дозволяе подолити !х на три групи. До першо! вхо-дять п'ять штамов (Е-202, Е-204, Р-083, Р-12к, Р-206) з однако-вими в межах штаму значеннями КРПАС моцелою га КФ. До друго! - п'ять штамов роду РкигоШз (Р-081, Р-082, Р-087, Р-203, Р-209) оз ворогодно вищими значеннями КРПАС КФ. Найбольша, третя група, об'еднуе 47 штамов оз ворогодно вищими значеннями КРПАС 9-добового моцелою. Максимально зна-чення коефоцоентов ровноваги ПАС моцелою в цой групо зафоксоваш для п'яти штамов: Т-10 /отеп1апт) га Б-140, Р-035, Р-01 та Р-105 (Р. оз^еаШ). По штами вирозняються ви-
соким piBHeM АОА мщелта на 9-ту добу культивування та можуть бути рекомендован! як продуцент антиокисних речовин.
Подовження термшу культивування до 12 дб (рис. 6) пщ-тверджуе виявлену для пepeважноï бшьшосп штамзв тенденцию до переважання значень коефшкнпв р!вноваги ПАС мщелта над такими КФ. 1з nieï групи, що складаеться з 54 штамзв, треба вщ-значити п'ять: Sc-10 (S. commune), Р-кл, Р-14 (P. ostreatus), Р-er (P. eryngii) та 960 (A. cylindracea). Назван! штами вщданяютъся найвищими серед зафжсованих значеннями коефшкнпв р1вно-ваги ПАС 12-добового мщелш. Вони доповнюють групу штампв високим р!внем АОА мщелта на 9-ту добу культивування, а також можуть бути рекомендован! як продуцент антиокисних речовин. Треба зауважити, що групи з однаковими та переважаю-
чими у КФ значеннями КРПАС на 12-ту добу культивування зменшились до одного штаму F-102 та двох F-1, F-104 (F. velu-tipes), вщповщно. Узагальнюючи результати розрахунюв цього етапу дослвджень, зазначимо, що для переважно! бшьшосп штамзв характерне переважання коефшкнттв р1вноваги ПАС мщелта над такими КФ. Максимально коефшкнти р1вноваги ПАС 9-добо-вого мщелта зафжсоват для штамзв Т-10 (F. fomentarius) i D-140, Р-035, Р-01, Р-105 (P. ostreatus), 12-добового - для штам1в Sc-10 (S. commune), Р-кл, Р-14 (P. ostreatus), Р-er (P. eryngii) i 960 (A. cylindracea). Назван! штами вирiзняються високими значеннями КРПАС i р!внем АОА мщелта на встановлену добу культивування та можуть бути рекомендован! як продуцент антиокисних речовин.
0.8 1
И
□ 9 ДК
□ 12 ДК
TTTTTTTTTTTTT
0-XI:X"~0"~—' I'I'^-- Z " г" I Z i ' I X с " I ¡¿^^г^'ОСОО.О > Е-т Йт-нтгОО Г-"-. О
OrüSoiOHOTOOlv1 —IOOO-Ir" OO I--l-д T^^OO'-ri'-riOOOOOOOOOOOOOO^CiCiOOOOi--fO a—i-rc-.c-.c-.-ri-—l
if^OrA ^^^¿[¿^öL^^^^^öL1? "¿9999999977777^T? OA OA¿97ri i
Д E PH h№h РчРч Рч^ аЩРч wwfNwwwwwwwwwwwmww h4h4.V^
Рис. 4. Показник резерву субстратв перекисного окиснення КФ шгамив на 9-ту (9 ДК) та 12-ту (12 ДК) добу культивування (n = 3) 50 - □ Мщелш ИКФ
п
о
О M
и U
О
s g
M
OC Z 'I^OCI >XIXC ' ' I'I'| — r -O h O^i ТГ—'^-O. —I' I-XI ■ X G " I —(r ^^-OCOC-.O ï> RTT 1-ГСОГ ■ " :
o-u,3o-îh-îoooi ■ r'hoooh.joo I—I - й^-гс-.с-.с-.тч-
—--—h—1 - —11—■ —-I - Г ■ --—■ —11—--r 1—1 г~ -1 Я , 1 1 г—"—11 11 IV.'WV.V.'WW—■ —1 41—H '—"—"—'W-1 ны-1 '—' -,'—' -,'—' -, | ■
itiC'rA 7,i 9ь999999997 Ti Ti ^ca CA OA 97 ;. u.
д Е Рн №<№< РчРч Рч^ дЩьч ецецецецецецецецецецонечечецецецецец
Рис. 5. Коефшкнт р1вноваги прооксидантно-антиоксидантно! системи мщелта та КФ штамов на 9-ту добу культивування (n = 3) Обговорення
У попереднх дослщженнях (Voloshko et al., 2011; Velygod-ska et al., 2016) установлено динамку зростання, загальноï антиоксидантгам активносп, р1вня самочинноï та щдуковажд штенсивносп процес1в перекисного окиснення лтщв 57 шгам1в базидюмжотових гриб1в за ïx поверхневого перюдичного куль-
тивування на глюкозо-пептонному середовищ1 (Fedotov, 2016). Отримат дат лягли в основу розрахунку та пор1вняння показ-ниюв стану прооксидангно-ангиоксидантно! системи в динамщ росту цих штам1в, дозволили виявити певт закономерности рее-строваних показниюв i з'ясувати перспективи використання достджених культур. Значне переважання активностi прооксидантно! складово! ПАС у культуральному фшьтрап пор1вняно з
цим показником мщелто на 12-ту добу культивування штаму Р-089 роду Pleurotus i штаму Gl-2 роду Ganoderma, а мщелто -на 9-ту добу культивування штамш Р-citr, Р-089, Р-er та Р-082
роду Pleurotus може бути використане щд час оцшювання при-датностi складу живильних середовищ, розроблення способов деструкци хмчно стойких сполук, монiторингу довк1лля.
□ Мщелш ПКФ
о ©
70 -
60 -
S 50 -
и U
О §
§
40 -
30 -
20 -
10 -
0 Н
0C:Z: -У. ~ —I~l ^ о^ i тг——Iк ~ Г" 00 г ^—' О ОС С4 I: R-r ^—1~ТСОГ ■ "" О О—UIh—hO'O—Г00001 ■ г" НОООН-1 ОО I--1 - l-rC-.C-.0-.-ri-—I
¿нОД ¿¿¿9
Д Е Рч РчРчРчРч РчРч рч1"4 ДЩРч HmmmHHMhhmwHHH йА^и
Рис. 6. Коефщент ршноваги прооксидантно-антиоксидантно! системи мщелто i КФ штамш на 12-ту добу культивування
Перспективы для застосування в шдикацй певних бютехно-логiчниx процесов чи екологiчному тестуваннi штами Р-447, Р-998, Р-039, Р-94, Р-2175, Р-citr, Р-er, D-140 роду Pleurotus та штами F-107, F-610 роду Flammulina, для яких зафжсоват найвищi значення резерву субстратов перекисного окиснення моцелою. На бiоcинтетичнi перспективи використання поодиноких штам1в (Gl-2, Р-er, Р-039, F-610) вказують результати окремих скринонгових дослщжень (Voloshko et al., 2011; Chayka et al., 2014; Velygodska et al., 2016).
Висновки
Для штамов властиве переважання активности прооксидантно! складово! ПАС у культуральному фшьтрато поровняно з цим показником мщелто. Найвищi значення прооксидантно! активноcтi КФ вщмочено на 12-ту добу культивування штаму Р-089 роду Pleurotus i штаму Gl-2 роду Ganoderma, а мщелгю -на 9-ту добу культивування штам1в Р-titr, Р-089, Р-er та Р-082 роду Pleurotus. Наявна пряма залежтстъ мож показниками ПОА КФ i мщелто кожного штаму. Ця залежнicть та ровень показника не вщображаютъ !х систематичного положення.
Виявлено суттеву перевагу показник1в резерву субстратв перекисного окиснення мщелто бшьшосто штам1в над таким показником КФ. Найвищi значення резерву СПО мщелгю за-фжсовано для шIамiв Р-447, Р-998, Р-039, Р-94, Р-2175, Р-titr, Р-er, D-140 роду Pleurotus та штам1в F-107, F-610 роду Flammulina.
Для переважно! бшьшосто штамлв характерне переважання коефшкнтов ровноваги ПАС мщелто над такими КФ. Макси-мальт значення коефшкнтов ровноваги ПАС 9-добового мщелто зафжсовано для штам1в Т-10 (F. fomentarius) i D-140, Р-035, Р-01, Р-105 (P. ostreatus), а 12-добового - для штамiв Sc-10 (S. commune), Р-кл, Р-14 (P. ostreatus), Р-er (P. eryngii) i 960 (A. cylindracea). Назван штами вирвняються високим р1внем АОА мщелто на певну добу культивування та можуть бути рекомендовав як продуценти антиоксидантов грибного походження.
Подяки
Висловлюемо щиру подяку науковим cпiвробiтникам вщ-дшу мжологи 1нституту ботанжи 1м. М. Г. Холодного НАН Укра!ни за сшвпрацю, наданi матерiали Колекци культур
шапинкових гриб1в (1ВК), що мае статус Национального над-
бання Укра!ни.
References
Al-Maali, G. A., Bisko, N. A., & Ostapchuk, A. M. (2016). The effect of citrate and sulfate of copper on the biomass composition of the medicinal mushroom Trametes versicolor (Polyporales, Polyporaceae). Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, Ecology, 24(1), 119-123.
Asatiani, M. D., Elisashvili, V., Songulashvil, G., Reznick, A. Z., & Wasser, S. P. (2010). Higher basidiomycetes mushrooms as a source of antioxidants. In: M. Rai, G. Kovics (Eds). Progress in Mycology. P. 311-326.
Bitto, A., Sell, C., Crowe, E., Lorenzini, A., Malaguti, M., Hrelia, S., & Torres, C. (2010). Stress-induced senescence in human and rodent astrocytes. Experimental Cell Research, 316, 2961-2968.
Chang, S. T. (2001). A 40-year journey through bioconversion of lignocellu-losic wastes to mushrooms and dietary supplements. International Journal of Medicinal Mushrooms, 3, 299-310.
Chayka, O. V., & Fedotov, O. V. (2014). Otsinka ekolohichnoho stanu dovkillya z vykorystannyam prooksydantao-antyoksydantnoyi aktyvnosti kul'tur bazydiomitsetiv [The ecology estimation of environment state using prooxidant-antioxidant activity of Basidiomycetes cultures]. Bioresursy i Pryrodokorystuvannya, 6, 5-11 (in Ukrainian).
Cherubini, A, Ruggiero, C., Morand, C., Lattanzio, F., Dell'aquila, G., Zuliani, G., Di Iorio, A., & Andres-Lacueva, C. (2008). Dietary antioxidants as potential pharmacological agents for ischemic stroke. Current Medicinal Chemistry, 15, 1236-1248.
Droge, W. (2002). Free radicals in the physiological control of cell function. Physiological Reviews, 82, 47-95.
Dudka, Y. A., Wasser, S. P., & Ellanskaya, Y. A. (2003). Metody eksperi-mental'noy mikologii [Methods of experimental mycology]. Naukova Dumka, Kyiv (in Russian).
Egorova, A. S., Gessler, N. N., Ryazanova, L. P., Kulakovskaya, T. V., & Belo-zerskaya, T. A. (2015). Stress resistance mechanisms in the indicator fungi from highly radioactive Chernobyl Zone sites. Mikrobiologiia, 84(2), 152-158.
Eriksson, K. E. L., Blanchette, R. A., & Ander, P. (1990). Microbial and enzymatic degradation of wood and wood components. Springer-Verlag, Berlin.
Fedotov, O. V. (2016). The lipid peroxidation intensity of fungi strains from the orders Agaricales and Polyporales. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, Ecology, 24(2), 317-323.
Fedotov, O. V. (2016). Total antioxidant activity of some Basidiomycetes strains in growth dynamic. Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University, 6(2), 158-165.
Fedotov, O. V., Chayka, O. V., Voloshko, T. E., & Velyhods'ka, A. K. (2012). Kolektsiya kul'tur shapynkovykh hrybiv - osnova mikolohichnykh doslidzhen' ta stratehiyi zberezhennya bioriznomanittya bazydiomitsetiv
[Culture Collection of mushrooms - the basis of mycological research and biodiversity conservation strategies Basidiomycetes]. Visnyk Donets'koho Universytetu, 1, 209-213 (in Ukrainian).
Fruehauf, J. P., & Meyskens, F. L. (2007). Reactive oxygen species: A breath of life or death? Clinical Cancer Research, 13(1), 789-794.
Halliwell, B. (2006). Reactive species and antioxidants. Redox biology is a fundamental theme of aerobic life. Plant Physiology, 141, 312-322.
Kapich, A. N. (2010). Oxidizability of unsaturated fatty acids and of a non-phenolic lignin structure in the manganese peroxidase-dependent lipid peroxidation system. Enzyme and Microbial Technology, 46(2), 136-140.
Kirk, P. M., Cannon, P. F., Minter, D. W., & Stalpers, J. A. (2008). Dictionary of the fungi. CABI, Wallingford.
Leonowicz, A., Matuszewska, A., & Luterek, J. (1999). Biodegradation of lignin by white rot fungi. Fungal Genetics and Biology, 27, 175-185.
Pham-Huy, L. A., He, H., & Pham-Huyc, C. (2008). Free radicals, antioxidants in disease and health. International Journal of Biomedical Science, 4, 89-96.
Prisedskiy, Y. G. (1999). Statystychna obrobka rezul'tativ biolohichnykh eksperymentiv [Statistical processing of biological experiments results]. Kassiopeya, Donetsk (in Ukrainian).
Syrchin, S. A., & Grodzinskaya, A. A. (2015). Evaluation of antioxidant activity of some wild macromycetes. Ukrainian Botanical Journal, 72(3), 257-260 (in Ukrainian).
Velygodska, A. K., & Fedotov, O. V. (2016). The production and analysis of carotenoid preparations from some strains of xylotrophic Basidiomycetes. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, Ecology, 24(2), 290-294.
Voloshko, T. E., & Fedotov, O. V. (2011). Skryninh shtamiv bazydiomitsetiv za aktyvnistyu antyoksydantnykh oksydoreduktaz [Screening of basidiomycetes strains on the antioxidant activity of oxidoreductases]. Microbiology and Biotechnology, 16, 69-81 (in Ukrainian).
Wasser, S. P. (2010). Medicinal mushroom science: History, current status, future trends, and unsolved problems. International Journal of Medicinal Mushrooms, 12(1), 1-16.
Wasser, S. P. (2011). Current findings, future trends, and unsolved problems in studies of medicinal mushrooms. Applied Microbiology and Biotechnology, 89, 1323-1332.
Winquist, E., Moilanen, U., & Mettala, A. (2008). Production of lignin modifying enzymes on industrial waste material by solid-state cultivation of fungi. Biochemical Engineering Journal, 42, 128-132.
