CC BY
16
Biosystems
Diversity
ISSN 2519-8513 (Print) ISSN 2520-2529 (Online) Biosyst. Divers., 25(4), 289-296 doi: 10.15421/011744
The influence of different compounds of trace elements
on the biomass and synthesis of exopolysaccharides of mycelium
Trametes versicolor (Polyporaceae, Polyporales)
G. A. Al-Maali
M. G. Kholodny Institute of Botany of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine
Article info
Received 19.10.2017 Received in revised form
11.11.2017 Accepted 16.11.2017
M. G. Kholodny Institute of Botany of the National Academy of Sciences of Ukraine, Tereshchenkivska st., 2, Kyiv, 01601, Ukraine. Tel.: +38-044-272-32-03 E-mail:
galeb.almaali@gmail.com
Al-Maali, G. A (2017). The influence of different compounds of trace elements on the biomass and synthesis of exopolysaccharides of mycelium Trametes versicolor (Polyporaceae, Polyporales). Biosystems Diversity, 25(4), 289296. doi:10.15421/011744
This article presents the results of research on the influence of citrates of zinc, manganese and copper, obtained by the method of aquanotechnology, on a number of physiological indicators of a valuable medicinal mushroom Trametes versicolor 353. Previously we detected that these metal citrates stimulated the growth of mycelium more intensively than sulfates of the above-mentioned metals in equal concentrations. In the present research we investigated the influence of these metal citrates on the parameters of assimilation of carbon and nitrogen sources, metal ion accumulation and synthesis of exopolysaccharides. The degree of metals ions accumulation in the mycelium was studied by the method of optical emission spectroscopy with an inductively coupled plasma. The economic coefficient of biomass synthesis and impact of nitrogen assimilation were higher on media with the metals citrate than on the medium with the sulfates of the studied metals. Thus, the highest economic coefficient of biomass synthesis (36%) was observed on the medium with copper citrate. Also, copper citrate (amongst the studied metals) increased the level of assimilation of the nitrogen source by up to 35%, versus 18% on the control medium. Quantitative analysis of trace elements in biomass showed that the mycelium accumulated an equal amount of zinc or manganese ions on both types of media (with citrate or sulfate of these metals). However, on the medium with copper citrate, mycelium of T. versicolor 353 accumulated copper ions better then on a medium with copper sulfate: 82.9 ^g/g of biomass on the medium with copper sulfate versus 162.0 ^g/g of biomass on the medium with copper citrate. Also the results show that a significant increase of biomass (by 79% relative to the control) on the copper citrate medium is due to a threefold reduction of the exopolysaccharides amount. This data indicates a greater biological activity of copper citrate, relative to copper sulfate. Only zinc citrate raised both the synthesis of biomass and the synthesis of exopolysaccharides by 37% and 29% respectively ( relative to the control trial).
Keywords: citrates of metals; zinc; manganese; copper; aquanotechnology; economic coefficient
Вплив pi3H^ сполук мжроелеменэтв на синтез бтмаси та екзополiсахаридiв мщелieм Trametes versicolor (Polyporaceae, Polyporales)
Г. А. Аль-Маал1
1нститут ботатки iMemi М. Г. Холодного НАН Украти, Кшв, Украта
Наведено даш щодо впливу цитрапв мегашв (цинку, мангану та купруму), отриманих методом аквананотехнологй, на низку фгзюлопчних показниюв мщелто цшного л^рського гриба Trametes versicolor (L.) Lloyd. 1з метою пояснення ефекту зб1льшення бюмаси штаму T. versicolor 353 за впливу зазначених цитрапв меташв (га^вняно i3 сульфатами вщповщних меташв) дослщжували параметри засвоення джерела карбону та штрогену, стушнь акумуляцп мщелгем юшв цих мегашв та 1х вплив на синтез екзополiсахаридiв. Екож^чний коефщент синтезу бюмаси та показники асимгляцп штрогену вищi на середовищах гз цитратами, нгж на середовищi гз сульфатами вщповщних меташв. Найвищий економiчний коефщент синтезу бюмаси (36%) спостершали на середовищi гз цитратом купруму. Вщповщно цитрат купруму найб^ше серед дослщжених металiв пщвищував рiвень асимгляцп джерела штрогену до 35% проти 18% на контрольному середовищг Концентращя юшв купруму у мщели, культивованому на середовищi гз сульфатом купруму, становила 83,0 мкг/г бюмаси, а на середовищi гз цитратом купруму - 162,0 мкг/г бюмаси. Значне зростання бюмаси (на 79% вщносно контролю) за дп цитрату купруму, отриманого методом аквананотехнологй', вщбуваеться за рахунок зниження синтезу екзополюахарид!в утрич! поргвняно з контролем. Юльюсний аналгз юшв цинку та мангану в бюмаа T. versicolor 353 не виявив суттево'' ргзнищ мгж бюдоступшстю цитратно'' та сульфатно'' форми зазначених метал!в. Серед використаних у дослщженш сполук лише цитрат цинку пор!вняно з контролем одночасно збгльшував i синтез бюмаси (на 37%), i синтез екзополюахарид!в (на 29%).
Ключов1 слова: цитрати метал!в; мщь; цинк; марганець; аквананотехнолоия; економгчнш коефщент
Вступ
Багато видiв шапинкових базидевих гриб!в проявляюсь л!кар-ськ1 або функцюнальт властивост! та р!зноман!тну бюлопчну ак-тивн!сть, пов'язан! з р!зними клпинними компонентами та вто-ринними метаболгами (Elisashvili et al., 2014). Чшьне м!сце серед лжарських базид!евих гриб!в пос!дае Trametes versicolor (L.) Lloyd, плодов! тша якого з давнх час!в використовують у традицинш кигайськш медицин! (Ying et al., 1987). Сучасн! численн! досл!д-ження довели доцтьтсть використання препарата, отриманих i3 T. versicolor для л!кування та профшактики онколопчних захво-рювань, запальних та шфекциних процес!в тощо (Monro, 2003; Kao et al., 2013; Barros et al., 2016; Leliebre-Lara et al., 2016). Як i у випадку з !ншими лжарськими базидюмщетами, з профшактич-ною та лжувальною метою найчасттше використовують екстрак-ти, отриман! з бюмаси T. versicolor. Фармаколопчт властивост! цих екстракпв досить добре вивчен! (Mizuno, 1999; Habbs, 2012). Основн! бюактивн! компонент екстракпв !з бюмаси T. versicolor, яким придiдякlIъ увагу в бшьшосп дослщжень, - це полсахариди (Chu et al., 2002; Cui and Chisti, 2003; Rowan et al., 2003; Arteiro et al., 2012; Barros et al., 2016). Експериментально доведено, що р!з-m фракцд пол!сахарид!в, отриманих !з мщелш або плодових ти T. versicolor, мають багато дiкарсъких властивостей (Habbs, 2012), серед яких особливо значт iмуномоделювадъна (Tsukagoshi et al., 1984; Chu et al., 2002; Standish et al., 2008), протипухлинна (Chow et al., 2003; Aoyagi et al., 2009; Torkelson et al., 2012; Wenner et al., 2013), против!русна (Hirose et al., 1987; Monma et al., 1997; Dona-tini, 2014), фунгщидна (Ohmura et al., 2001; Ohmura et al., 2003) та гепатопротекторна (Yeung et al., 1994).
Оргаичт сполуки метал!в характеризуються бшьшою бюло-пчною доступнютю, н!ж неорганшн! аналоги. Перспективы з цьо-го погляду сот карбонових кислот: цитрати метал!в, дозволен! до використання у харчовш промисловост! (Borysevych et al., 2010). Традиции методи отримання карбоксилапв трудомстк! й енер-гозатратн!. Отриман! сполуки мають низьку хмчну чистоту. 1н-тенсивний розвиток нанотехнодогiй дав змогу створити низку ме-тод!в, зокрема аквананотехнологто, що базуеться на ерозивно-ви-буховш технолог!! (Пат. 35582 Украши). Ця технолопя уможливи-ла промислове виробництво цитратв меIадiв !з високим ступенем чистоти та вшьних в!д наночасток (Пат. 39392 Украши). Низка до-сл!дник!в (Borysevych et al., 2010) вщмчають високу бюлопчну активнють цитратв метал!в щодо рослинних об'екттв, мжроорга-н!зм!в i тварин. Стосовно впливу цитрат!в метадiв, отриманих методом аквананотехнологш, на бюлогш ксилотрофних базидевих гриб!в у культур! юнують лише фрагментарн! дан! (Klechak et al., 2013; Al-Maali, 2015), як! вказують на перспектавшсть бшьш гли-боких досл!дженк
Значну роль у ф!зюлоги живлення гриб!в вщграють юни есен-цильних мкроелемента Одн з найважливших для повноц1нного функцюнування еукарютично! клпини - мкроелементи цинк, купрум i манган (Banci, 2013). Цинк мае фундаментальне значен-ня для вох сфер життя, оскшьки вш входить до складу каталпич-них i структурних центр!в великого масиву бшюв. Це единий метал, який трапляеться у ферментах ус!х клаав (Broadley et al.,
2007). Майже 25% цинк-зв'язаних бшюв пов'язано !з транскрип-циною регуляцею (Staats et al., 2015). Бшьшють окисно-вщновних реакци у клпит ввдбуваеться за участ! фермента, що мiстяIь юни феруму, купруму чи мангану в координац1йному центр! (Kaim et al., 2013). Манган як кофактор входить до складу ферменпв, як кататзують г!дрол1тичн1 та окисно-вщновт реакци (Law et al.,
2008). Серед цих фермента основну роль вщграюгь манган-за-лежна супероксиддисмутаза, р!зн! каталази та пероксидази (Kaim et al., 2013). Купрум входить до складу низки ключових ферментов, необх!дних для повноц1нного функцюнування будь-яко1 еука-рютично! клпини, насамперед, до цитохром с-оксидази, суперок-сиддисмутази та численних купрумумсних оксидаз (Banci, 2013).
Результата, отриман! у попередньому досл!дженн! (Al-Maali, 2015), св!дчили про бшьшу б!олог1чну активн1сть цитраттв цинку, мангану та купруму, пор!вняно з ввдповщними сульфатами, щодо
росту мщелш T. versicolor 353. 1з метою пояснення ефекту зб!ль-шення бюмаси цього штаму за впливу зазначених питрат1в мета-л!в (пор!вняно !з сульфатами в!дпов!дних метал1в) досл^джували параметри засвоення джерела карбону та нпрогену, ступiнъ аку-муляц)! м1цел1ем юшв цих метал1в, а також !х вплив на синтез екзопол1сахарид1в мщетем T. versicolor 353.
Матерiал i методи досл1джень
У досл!дженнях використовували високопродуктивний штам T. versicolor 353 з Колекци культур шапинкових грибв 1нституту ботангки !мен1 М. Г. Холодного НАН Укра1ни (Bisko, 2016). Штам обрано за результатами скриншгу б!отехнолог!чно ц!нних штам1в T. versicolor, проведеного Л. О. Антоненко.
В уск досл!дженнях як контроль використовували живильне середовище такого складу (г/дм3): глюкоза - 25, пептон - 3, дажд-жовий екстракт - 3, K2HPO4 - 1, KH2PO4 - 1, MgSO4 • 7H2O - 0,25, дистильована вода - 1 дм3; pH 6,5 (ГПД).
У контрольному середовищ! м1стилася к!льк!сть мзкроелемен-т1в (у склад! пептону та дргжджового екстракту), необх!дних для мiнiмадъного росту мщелш: цинку 473,2 мкг/дм3, мангану 5,1 мкг/дм3, купруму 7,8 мкг/дм3.
У дослщних вар!антах до живильного середовища ГПД додавали !они цинку (1 мг/дм3), мангану (1 мг/дм3) або купруму (4 мг/дм3) у вигляда цитрату, отриманого методом аквананотехно-лог!г. Використан! концентрац!! - оптимальт для накопичення б!омаси, що встановлено п!д час попереднього досл!дження (AlMaali, 2015). Ус! цитрати меташв отриман! методом аквананотех-нолог!! (Пат. 39392 Укра!ни) в Украхнському державному науко-во-досл!дному Институт! наноб!отехнолог!й i ресурсозбереження Державного агентства резерву Укра!ни.
Для коректно! !нтерпретац!1 результата ставили досл!д з ана-лопчними конпентрап!ями в!дпов!дного !она металу у форм! сульфату. Сульфати меташв - стандартний компонент живильних середовищ культивування гриб!в (Dudka, 1982). Для аналпзу впливу питратiв ! сульфата метал!в на б!ох!м!чн! та ф!з!олог!чн! параметри б!омаси, досл!джуваний штам культивували в умовах гли-бинно! культури.
М!цел!й вирощували 9 д!б на лабораторних качалках (120 об./хв), за температури 26 ± 1 °С, у колбах Ерленмеера, об'е-мом 250 см3, що м!стили 50 см3 живильного середовишд. 1нокуля-ц!ю проводили у дв! стад!!:
1) !нокулюм для попередньо! культури отримували упродовж семи д!б на ГПД середовищ! з 20 г/дм3 агар-агару, стерильно гомо-ген!зували та вносили у р!дке живильне середовище з розрахунку 10% в!д об'ему;
2) попередню культуру отримували упродовж п'яти д!б в умовах глибинно! культури (120 об./хв, 26 ± 1 °С) та використовували для iнокуляп!i досл!дних сер!й !з розрахунку 10% загального об'е-му живильного середовища.
Отриману у процес! культивування б!омасу ф!льтрували, про-мивали, висушували до постшно! маси за 105 °C та зважували. Абсолютно суху масу (АСМ) визначали за формулою:
М = Мъ - Mt; де М - абсолютно суха маса м!цел!ю (г), Mb - маса висушеного за 105 °C м!цел!ю, отриманого у процес! культивуваня (г), Mt - маса висушеного за 105 °C !нокулюму, використаного для шокулящ досл!дних сер!й (г).
Загальний азот визначали в абсолютно сух!й б!омас! методом К'ельдаля (Latimer, 2012).
К!льк!сть використано! глюкози визначали таким чином. Кон-центрац!ю глюкози у середовищ! на 9-ту добу культивування м!-цел!ю визначали за допомогою глюкооксидазно! тест-системи. К!льк!сть спожито! глюкози розраховували за модиф!кованою нами формулою:
Vt
,
де S - кiдъкiсть використано! глюкози (г/дм3), K1 - конпенIрацiя глюкози у середовищ! до культивування (г/дм3), K2 - концентрац!я
глюкози у середовищi тсля культивування (г/дм3), V1 - об'ем се-редовиша тсля культивування (дм3), V2 - об'ем середовиша до початку культивування (дм3).
Економчний коефшкнт використання глюкози на синтез бю-маси (або екзополюахаридав) визначали за формулою (Pert, 1978):
м
,
де ЕК - економчний коефшкнт (%), М - абсолютна суха маса мщелш (або екзопотсахаридв, г/дм3), S - ктьисть використано! глюкози (г/дм3).
Спожитий азот розраховували за формулою: IV = №MMi)ii . ' де W - спожитий азот (г/дм3), М - абсолютна суха маса мщелш (г/дм3), Ntotai - загальний азот в абсолютно сухш бюмаа (г/ г АСМ).
Процент використаного мщетем азоту з живильного середовиша визначали за формулою:
^subatrat
де А - кшькють використаного мщетем азоту (%), Nbki - загальний азот в абсолютно сухш бюмаа (г/г АСМ), М - абсолютна суха маса мщелш (г/дм3), N'¡¡¡¿м - концентрация азоту в живильному середовиш! до культивування (г/дм3).
Кшьюсть мжроелеменпв, акумульованих мщетем, визначали методом оптично-емсшно! спектроскоп! з iндуктивно зв'язаною плазмою на приладi Optima 2100 DV (Perkin Elmer, США). Загаль-ну акумуляц1ю м1кроелемента розраховували за формулою: Т = ЕМ,
де Т - загальна акумуляця мжроелемента (мкг/дм3), R - концентрация м1кроелемента в мiцелii (мкг/г АСМ), М - абсолютно суха маса мщелш (г/дм3). Для илькюного визначення екзопотсахари-дiв вiдфiльтровану вiд залишкв мiцелiю культуральну рiдину упа-
Таблиця1
Вплив цитрапв1 i сульфапв мегалiв на синтез бiомаси
та параметри використання глюкози у живильному середовиш^ мiцелiем T. versicolor 353 (n = 4, x ± SE)
рювали утрич! та осаджували полiсахариди 96%о етиловим спиртом, у сшвввдношент 1 : 2 (за об'емом) упродовж 24 годин за 4 °C. Осад вщфшыровували за 3 000 g упродовж 15 хвилин i ресуспензували у гарячи дистильованзй водi (90 °C). Отриманий розчин дiалiзували проти дистилювано! води упродовж доби. Отриману фракцш полiсахаридiв висушували до посттйно! ваги за 60 °C. Кiлькiсть потсахаридв визначали гравiметрично (Bisko, 2012). Отримат результати виражали в розрахунку на об'ем культурально! рщини або у перерахунку на кiлькiсть синтезовано! у ввдповщному дослiдi бiомаси. Аналiз проведено за допомогою прикладного програмного пакета Statistica 6.0 (StatSoft Inc., USA).
Результати
Використання джерела вуглецю T. versicolor 353 на жи-вильних середовищах i3 цитратами або сульфатами pi3HM метал1в. У нашому дослвджент мщелш T. versicolor 353 культи-вували на живильному середовищi, що мостило в ролi основного джерела карбону глюкозу. Тому юльюсний аналз спожито! глюкози - основний метод оцгнювання впливу цитрапв i сульфатв метшпв на ступшь використання субстрату. Упродовж 9 дб культивування мщелш на контрольному середовищi без дослщжува-них метшпв T. versicolor 353 використав 74,4% глюкози вщ И по-чатково! концентраций (табл. 1).
Цитрати та сульфати мангану та цинку суттево не впливали на ступень використання глюкози мщелгем T. versicolor 353, вщносно контролю (табл. 1). Натом^стъ, пщ час культивування мщелш T. versicolor 353 на середовищi !з сульфатом купруму, ступень використання глюкози зростав до 83,6%о, а на середовищi iз цитратом купруму - до 94,8% (табл. 1).
Живильне середовище3 Бюмаса, г/ дм3 Кiлъкiсгъ використано! глюкози, г/дм3
ГПД4 (контроль) 4,77 ± 0,21 18,6 ± 0,54
ГПД + сульфат цинку (Zn2* 1 мг/дм3) 5,79 ± 0,23* 19,4 ± 0,54
ГПД + цитрат цинку (Zn2* 1 мг/дм3) 6,52 ± 0,03*** 19,6 ± 0,51
ГПД + сульфат мангану (Mn2* 1 мг/дм3) 5,05 ± 0,32 19,2 ± 0,58
ГПД + цитрат мангану (Mn2* 1 мг/дм3) 6,15 ± 0,23** 19,1 ± 0,52
ГПД + сульфат купруму (Cu2* 4 мг/дм3) 7,10 ± 0,06*** 20,9 ± 0,61*
ГПД + цитрат купруму (Cu2+ 4мг/дм3) 8,58 ± 0,19*** 23,7 ± 0,55**
Примтки: 1 - цитрати меташв, синтезоват методом аквананотехнолога; 2 - початкова концентрацiя глюкози в живильному середовищ становила 25 г/дм3; 3 - оптимальт концентрацй цитра™ метатв, визначенi у попереднж сталях (Al-Maali, 2015; Al-Maali et al., 2016a, 2016b); 4 - живильне середовище з глюкозою, пептоном i дрщцжовим екстрактом; * - Р < 0,05, ** - Р < 0,01, *** - Р < 0,001 порiвняно з контролем.
Акумуляця мжроелеменпв мщел1ем T. versicolor 353 на живильних середовищах i3 цитратами або сульфатами р1зних метагов. Концентрация цинку в мiцелii T. versicolor 353 на контрольному середовишi становила 28,8 мкг/г абсолютно сухо! ваги (табл. 2). Такий ревень юнв цинку в мiцелii пов'язаний iз високим фоновим р^внем цього мжроелемента в самому середовишi (у склада дрщцжового екстракту та пептону). Проте використання середовиша без юнв цинку виявилось неможливим у зв'язку з вiдсутнiстю росту мiцелiю. У подальшому аналiзi результата, от-
риманих у досгвдах iз цинком, мова буде йти саме про додатково додат концентрацй iона в рiзних формах.
Додавання у живильне середовище цитрату цинку викликало зб^льшення концентрацй цинку в бюмаа T. versicolor 353 на 203,9% поргвняно з контролем. У випадку замiни цитрату цинку у середовищi на сульфат цинку у ввдповвднш концентраций акумуля-ця цього мжроелемента зб^льшуеться на 230,6%. Проте акумуля-ця цинку мщелгем T. versicolor 353 у сульфатам форм! не була достжрно вищою поравняло !з цитратною формою (табл. 2).
Таблиця 2
Акумуляцк кгав цинку, купруму та малгалу мiцелiем T. versicolor 353 на ГПД-середовищ! з рГзними джерелами вщповщних метшпв1 (n = 4, x ± SE)
Параметри ГПД2 (контроль) ГПД + сульфат мкроелемента ГПД + цитрат мГкроелемента 3
Колцелтрацiя цинку, мкг/г АСМ 28,77 ± 0,58 95,12 ± 3,07 a 87,44 ± 1,75 a
Загальна кшьккть цинку в бюмаа, отримана з 1 дм3 живильного середовища, мкг 137,23 ± 4,64 550,74 ± 18,54 a 570,11 ± 8,24 a
Колцелтрацiя мангану, мкг/г АСМ 1,07 ± 0,19 70,51 ± 4,40 a 56,50 ± 6,90 a
Загальна кшьккть мангану в бюмао, отримана з 1 дм3 живильного середовища, мкг 5,10 ± 0,65 356,08 ± 20,22a 347,48 ± 31,17 a
Концентращя купруму, мкг/г АСМ 1,63 ± 0,22 82,98 ± 4,59 ab 162,03 ± 3,24 ab
Загальна кшьккть купруму в бюмао, отримана з 1 дм3 живильного середовища, мкг 7,78 ± 2,37 589,16 ± 49,69 ab 1390,22 ± 26,70 ab
Примтки: 1 - оптимальш колцелграцii цтрапв метал1в, визначеш у попереднж працях (Al-Maali, 2015; Al-Maali et al., 2016a, 2016b) i становлять Zn2^ - 1 мг/дм3, Mn2^ - 1 мг/дм3, Cu2^ - 1 мг/дм3; 2 - живильне середовище з глюкозою, пептоном i дожджовим екстрактом; 3 - цитрати метали, силтезовалi методом аквананотех-нологй; а - достов!рна (Р < 0,001) рвниця, пор!вняно з контролем; b - достов!рна (Р < 0,001) ронши, порГвняно з досл^дом гз солями вщповщного металу.
На середовищi i3 цитратом цинку бюмаса T. versicolor 353 виша, нж на середовищi i3 сульфатом цинку (табл. 1). Достов!рно1 р!зниц! загально1 акумуляци ioHiB цинку (у розрахунку на всю бю-масу, отриману з рiвних об'емзв середовиша) на середовишах i3 цитратом або сульфатом цинку не виявлено, р!зниця м1ж цими значеннями не виходила за межi статистично1 похибки (табл. 2).
Концентращя ioнiв мангану в мщелй на контрольному жи-вильному середoвишi становила 1,07 мкг/г АСМ (табл. 2). На се-редoвишi в цитратом мангану акумуляц1я цього м1кроелемента зростала у 56 раяв пор!вняно з контролем, а на середoвишi з сульфатом мангану - у 70 раяв бшьша (табл. 2). Як i у випадку з цитратом i сульфатом цинку, достов!рно1 рiзницi концентраци мж-роелемента (мангану) в мщели T. versicolor 353 на рiзних середовишах не виявлено. Загальна акумуляця мангану (у розрахунку на всю бюмасу, отриману з р!вного об'ему середовиша) також вияви-лась у межах статистично! похибки.
Концентращя ioнiв купруму в мщели в контрольному дослщ становила 1,6 мкг/г АСМ, у дослщ is сульфатом купруму - 83,0, а в дослщ iз цитратом цього металу - 162,0 мкг/г АСМ, шо майже вдач бшьше, пор!вняно з експериментом, в якому до живильного середовиша додавали сульфат купруму (табл. 2). Враховуючи зро-стання бioмаси та загальну акумуляц1ю купруму мiцелieм на середовиша !з цитратом купруму ця закономерность не змшюеться: мiцелiй T. versicolor 353 акумулюе юни купруму у форм цитрату краше, анж у сульфатнiй форм (табл. 2).
Використання джерела нпрогену на середовищах i3 цитратами або сульфатами металш. Основы джерела нпрогену у живильному середoвишi для культивування T. versicolor 353 -дяжджовий екстракт i бакгерiальний пептон. Загальна кшьюстъ азоту в початковому живильному середовиша становила 0,756 г/дм3.
На контрольному живильному середoвишi мiцелiй T. versicolor 353 асимшював 17,7% нпрогену з живильного середовиша (рис. 1). У дослдах !з використанням сульфату мангану та сульфату цинку не виявлено статистично значимого впливу на ступшь асимшяци нпрогену мщетем пор!вняно з контролем. На середовишах в цитратом мангану або цитратом цинку, мщелш T. versicolor 353 асимшював достов!рно вишу кшькють нпрогену з жи-вильного середовиша.
Рис. 1. Концентращя засвоеного нпрогену мщешем T. versicolor 353 на ГПД-середовиш! !з цитратами та сульфатами р!зних
металiв: цитрати металiв, синтезован методом аквананотехнолощ оптимальи концентраци юнв металзв визначени в пoпереднiх працях i становлять Zn2+ 1 мг/дм3, Mn2+ 1 мг/дм3, Cu2+ 4 мг/дм3; * - дoстoвiрна (Р < 0,05) р!зниця, пор!вняно з контролем; n = 4, x ± SE
У дослдах в T. versicolor 353 на середовишах в цитратом i сульфатом купруму встановлено шш1 закономрносп. Викорис-
тання нпрогену мщелем суттево зростало, як на середовиш! в сульфатом купруму (28,9%), так i з цитратом купруму (34,5%).
Синтез екзополкахаридш на середовищах i3 цитратами або сульфатами металш. Дат, отриман у прoцесi аналву кшько-ст! екзoпoлiсахаридiв у культуральнй рщинт, одночасно розрахо-вували на одиницю живильного середовиша та на одиницю АСМ, отриману у вщповвдному дослщ.
На живильному середовиш! в цитратом цинку загальна кшькють екзoпoлiсахаридiв у культуралнй радии була майже на 29% вишою пор!вняно з контрольним значенням (рис. 2). Але кшькють екзoпoлiсахаридiв, синтезованих на одиницю бioмаси (на середовиша в цитратом цинку), становила 0,42 ± 0,02 мг/г АСМ, шо до-рiвнюе значенням, отриманим на контрольному середовиш! (0,45 ± 0,03 мг/г АСМ). Таким чином, зростання синтезу екзополюахари-дв на середoвишi !з цитратом цинку корелюе з! зростанням бюма-си мщелто T. versicolor 353.
На середовиш! !з сульфатом цинку мщелш T. versicolor 353 продукував 0,32 ± 0,02 мг екзополюахаридв на 1 г АСМ, шо на 28,0% менше пор!вняно з контролем. У цьому випадку кiлькiстъ екзопомсахаридв у культуральнй радии статистично не вадр!зня-лась ввд !х кшькосп в конрольному експеримент!.
1они мангану в обох формах (цитратий та сульфатнй) певною мрою пригнчували синтез екзополюахаридв T. versicolor 353. Сульфат мангану знижував ильисть екзополюахаридв у культуральнй радии на 35% вадносно контролю (рис. 2). Хоча в досладах !з цитратом мангану не зафжсовано статистично достжрного впливу на загальну ильисть екзопомсахаридв у культуральнй рь дии (рис. 2), в!н пригшчував синтез екзополюахаридв у розрахунку на одиницю АСМ. У контрольному дослщ на 1 г АСМ мщелш синтезував 447 ± 34 мг екзопомсахаридв. На середовишах !з цитратом або сульфатом цинку цей показник майже на 40% менший вадносно контролю (0,30 ± 0,02 та 0,28 ± 0,02 мг/г АСБ вадповадно).
Рис. 2. Вплив цитрапв i сульфапв цинку, мангану та купруму на кшькють екзополюахаридв у культуральнй радии T. versicolor 353: цитрати метал!в, синтезоват методом аквананотехнолощ оптимальн концентраци юшв метал!в визначенн в попереднх
публжащях: Zn2+ 1 мг/дм3, Mn2+ 1 мг/дм3, Cu2+ 4 мг/дм3; * - Р < 0,05, ** - Р < 0,01, *** - Р < 0,001 пор!вняно з контролем; n = 4, x ± SE
Додавання до живильного середовиша !онв купруму в обох формах (цитратни i сульфатнй) суттево пригнчувало синтез ек-зопол!сахарид!в у культуральнй радин (рис. 2). Загальна кшькють екзопомсахаридв у культуральнй радии зменшувалася на 24% за да сульфату купруму та 66% - за до цитрату купруму пор!вняно з контролем. В!дпов!дно зменшувався синтез екзопол!сахарид!в на одиницю АСМ. На середовиш! !з сульфатом купруму, на 1 г АСМ T. versicolor 353 синтезував 0,23 ± 0,02 мг екзопомсахаридв, тобто
на 51 % менше, нж на контрольному середовиш! На середовишi в сульфатом купруму цей показник скорочувався ше сильнше: 0,09 ± 0,01 мг/г АСМ, на 81% менше пор!вняно з контролем.
Обговорення
Пд час попереднiх дослвджень (Al-Maali, 2015; Al-Maali et al, 2016a, 2016b) отримано результати, засвщчили про бшьшу бюло-пчну активность цитрапв вишезазначених металiв пор!вняно з вщповщними сульфатами. Для глибшого розумшня фiзiологiчних змш, шдукованих цитратами металiв, як! викликали збшьшення бюмаси зазначених видв, доцтьно дослвдити змши процесiв за-своення основних складових живильного середовиша. Аналзую-чи наведен! дат, ми намагалися вщповюти на таи питання: (1) чи юнуе взаемозв'язок м!ж ступенем засвоення мiкроелеменгiв мще-лiем T. versicolor 353 ввд форми, в яки цей мжроелемент був внесений до живильного середовиша; (2) чи юнуе взаемозв'язок м1ж джерелом мiкроелеменга та ступенями використання джерел карбону та нтрогену мщелем T. versicolor 353; (3) як впливають дже-рело та рiвень акумуляцц зазначених мiкроелеменгiв на синтез бюмаси та полiсахаридiв мiпелiем T. versicolor 353?
Результати дослщв 1з цитратом i сульфатом купруму свщчагь про наявнсть прямо! лшино! залежносп м!ж синтезом бюмаси T. versicolor 353 i ильистю використано! глюкози (рис. 3).
Конпентрацiя юнв купруму в обох випадках однакова, стано-вила 4 мг/дм3. Таким чином, замша сульфату купруму в середови-ш} на цитрат купруму викликала зростання бюмаси мiцелiю за ра-хунок ефективнiшого засвоення глюкози з живильного середовиша. Подбно! залежносп не виявлено у догалдах 1з цитратами та сульфатами мангану та цинку. Але у цих випадках за незмшного споживання глюкози (табл. 1) зафжсовано зростання бюмаси за додавання до середовиша цитрату цинку або цитрату мангану (табл. 1) пор!вняно з контролем. Таким чином, доцтьно проанал-зуваги вплив дослвджуваних цщрапв i сульфата металiв на економчний коефщент споживання глюкози.
Клпини використовують глюкозу не тльки як джерело карбону, а i як унверсальне джерело енергй. У випадку закрито! систе-ми без ^зовн'^^тньо! подач! енергii джерело вуглецю може (1) зали-шитися у середовиш!, (2) бути використаним на синтез бюмаси або (3) на синтез енергй, тобто перетворене на СО2 у процеа ди-хання. Це можна розрахувати як р1знипю мж першим i другим,
шо виражаеться економчним коефщентом. Таким чином, економчний коефiпiент (ЕК), який розраховано як сшввщношення син-тезовано! бюмаси до кшькосп спожито! глюкози, дае змогу оцши-ти ступiнъ використання глюкози на енергетичн та пластичн про-цеси. За лiтературними даними, економчний коефщент для р1зних видв гриб!в коливаеться вщ 15%о до 56% i залежить вщ бю-лопчних особливостей штаму, умов культивування та складу живильного середовиша (Bisko et al., 2012; Titova and Klechak, 2015).
25
24 23 22
s 21 и
Щ 20
о
и
R 19
I—I
18
17 16 15
Т
у = 1.3 R 071х + г= 0 966 2.156 3 т
/ / Ци куп трат руму
У
/ U
Сульфа купрум т У
Ни
Кс нтроль
5
10
6 7 8 9 Бюмаса, г/дм3
Рис. 3. Залежнсть м1ж бюмасою T. versicolor 353 i ступенем використання глюкози на середовишах з юнами купруму (4 мг/дм3) у форм! цитратно! та сульфатно! солг початкова концентрация глюкози у живильному середовишi становила 25 г/дм3; цитрати металiв синтезован методом аквананотехнологи; n = 4, x ± SE
Пвд час культивування T. versicolor 353 на контрольному живильному середовищ ЕК становив 25,6%о (рис. 4). Тобто близько чвертп використано! глюкози йшло на синтез бюмаси, а три чверп !! використано для енергетичних потреб.
Рис. 4. Економчний коефщент синтезу бюмаси (%) та екзополiсахаридiв (%о) мiцелiем T. versicolor 353 на середовишах !з додаванням цитрата, синтезованих методом аквананотехнологи, або сульфапв р1зних метал!в: * - Р < 0,05, ** - Р < 0,01, *** - Р < 0,001 пор!вняно з контролем; n = 4, x ± SE
Додавання до середовиша сульфату мангану сутгево не впли-вае на цей баланс (рис. 5). Сульфат цинку, доданий до живильного середовиша, певною мрою пщвишуе економчний коефщент
синтезу бюмаси (рис. 4). Водночас, цитрати мангану та цинку впливають на економчний коефщент ефективнше, нж сульфати вщповщних метшпв (рис. 4). Щ дан! свiдчатъ, шо додавання цитра-
тв цих метал!в до середовища сприяе оптимзащ процеов вико-ристання енергй та певною мрою змшюе баланс м1ж енергетич-ними затратами та синтезом бюмаси. Ще бшьшою мрою цей про-цес зрушуеться на користь синтезу бюмаси за додавання до жи-вильного середовишд сульфату та цитрату купруму. Економчний коефкцент синтезу бюмаси на середовищ! сульфатом купруму зростав до 34,0%, а на середовишi цитратом купруму - до 36,2% (рис. 4). Таким чином, накопичуючи однакову юльксИ) юЩв цинку, на середовищах р1зними джерелами цього елемента, мщелш T. versicolor 353 синтезуе р1зну ильшси) бюмаси. Отримат дан! св1дчать, що на одиницю засвоених юнгв цинку в цитратнш форм! T. versicolor 353 синтезуе бшьше бюмаси, н1ж на одиницю засвоених юшв цинку у форм! сульфату. У дослдах цитратом цинку на 1 мкг засвоених юЩв цинку синтезуеться 75 мг бюмаси, на цей процес використовуеться 204 мг глюкози. В експеримент! !з сульфатом цинку це сшввдаошення виглядае так:
1 мкг Zn2+ ^ 61 мг бюмаси ^ 224 мг глюкози. На контрольному середовиш!, в якому отримана найменша бюма-са мщелш (табл. 1), це стввдаошення виглядае так:
1 мкг Zn2+ ^ 166 мг бюмаси ^ 647 мг глюкози. Тобто на бдаому за вмстом цинку середовиш! недостатн^сть ю-нзв цинку компенсуеться суттевим зростанням енергетичних ви-трат за рахунок збшьшення потреб у глюкоз!, що вщображаетъся на низьких показниках синтезу загально! бюмаси мщелш.
Подбн1 результат отримано у дослвдах цитратом i сульфатом мангану. На середовищ! цитратом мангану на 1 мкг засвоених юшв синтезуеться 109 мг бюмаси T. versicolor 353, i на цей процес використовуеться 338 мг глюкози. На середовищ! сульфатом мангану на 1 мкг засвоених ющв синтезуеться лише 72 мг бюмаси i використовуеться 272 мг глюкози.
На контрольному середовищ!, в якому манган був у кшькосп 5,1 мкг/дм3, це стввщношення мало такий вигляд:
1 мкг Mn2+ ^ 935 мг бюмаси ^ 3647 мг глюкози. Як i у попередньо описаному дослщ цинком, недостаттсть ю-щв мангану компенсувалася суттевим зростанням енергетичних витрат за рахунок збшьшення потреб у глюкоз!, що i ввдобразило-ся в низьких показниках синтезу бюмаси мщелш (табл. 1).
У дослщах вивчення акумуляцц юЩв купруму мщетем T. versicolor 353 виявлено шш! закономрносп. Результати наших експерименпв вказують на пряму залежн^сть мтж кшькютю нако-пичених ющв купруму та кшьюстю синтезовано! бюмаси (рис. 5).
Цитр ат
купруму
/-Су ^^ куг пьфат руму
г Контр оль
У = 0.0238х + 4.8619
0 50 100 150 200
К онц ентр ац 1я i он ib Си2+, мкг/г АСБ
Рис. 5. Залежнсть м1ж бюмасою T. versicolor 353 та концентрацию юшв купруму в абсолютно сухш 6ioMaci на середовищах з юнами купруму (4 мг/дм3) у форм питратно! та сульфатно! солг концентрация юшв купруму в контрольному живильному середовища становила 7,8 мкг/дм3; цитрати метал]в синтезован методом аквананотехнологи; n = 4, x ± SE
Процес культивування T. versicolor 353 на живильних середовищах р!зними джерелами юнв купруму характеризуеться дво-ма закономерностями: перша вщображае пряму залежнють м1ж на-копиченням бюмаси та використанням джерела вуглецю (рис. 3), друга - пряму залежнють м!ж накопиченням бюмаси та акумуля-щею юн!в купруму (рис. 5). Наступи! числов! сгпввдаошення -результат зведення цих двох закоиомiриостей. На середовищ! цитратом купруму на 1 мкг засвоених !он!в купруму синтезуеться 53 мг бюмаси, за використання 141 мг глюкози (загальний прирют бюмаси - 79,9% пор!вняно з контролем). На середовищ! в сульфатом купруму залежнсть виглядае так:
1 мкг Cu2+ ^ 86 мг бюмаси ^ 251 мг глюкози за загального приросту бюмаси 48,9% вдаосш контролю. Аналз цих даних св!дчить, що на середовищ! !з сульфатом купруму на одиницю засвоених !он!в купруму синтезуеться б!льше б!омаси, але це в!дбуваеться за рахунок суттевого зростання потреб у глюкоз! та негативно (пор!вняно !з цитратом купруму) в!дображаеться на загальному прирост! бюмаси.
Hi закоиомiриостi доводять, що, по-перше, цитрат купруму -краще джерело ющв купруму для росту мщелш T. versicolor 353, нж сульфат, по-друге, збшьшення кшькосп бюдоступних юЩв купруму викликае зростання бюмаси T. versicolor 353 за рахунок ефективншого використання джерела карбону (глюкози) на синтез одинищ бюмаси.
Додавання до середовища мыв уск використаних у дослщ-жент метал1в впливало на стввдаошення використаного нпро-гену до використаного карбону. На контрольному середовищ! це стввдаошення становило 1 : 56, на середовищ! сульфатом цинку - 1 : 46, на середовищ! цитратом цинку 1 : 39, на середовищ!
сульфатом мангану - 1 : 51, а на середовищ! цитратом мангану - 1 : 42.
Як зазначено вище, цитрат та сульфат купруму п!двищували споживання карбону пропорц!йно до зб!льшення б!омаси м!цел!ю. Стввдаошення мгж використаним нпрогеном i карбоном мало такий вигляд: 1 : 38 на середовищ! !з сульфатом цинку ! 1 : 36 на середовищ! цитратом цинку. Hi дан! сввдчать, що, як i у випадку з! споживанням глюкози, !нтенсивн!сть процесу асим!ляц!! н!тро-гену зросла прямо пропорцино з! зб!льшенням б!омаси T. versicolor 353. Таким чином, в!дносно контролю обидв! форми купруму р!вном!рно зб!льшують здатн!сть м!цел!ю використовувати джере-ла нпрогену та карбону. Цитрат купруму впливав на обидва про-цеси !нтенсивн!ше, н!ж сульфат купруму.
Вплив цитраттв або сульфаттв металш на синтез екзопол1-сахаридiв. Розрахунок витрат глюкози на синтез екзопомсахари-д!в вказуе, що ефективн!сть !х синтезу на 1 г використано! глюко-зи зростала на 22% на середовищ! !з цитратом цинку пор!вняно з контролем. У той же час, на середовищ! !з сульфатом цинку цей показник зменшувався на 16%о. На контрольному середовищ! на 1 г використано! глюкози м!цел1й T. versicolor 353 продукував 114,5 ± 8,3 мг екзопоМсахаридв, на середовищ! сульфатом цинку - 96,4 ± 6,8 мг, а на середовищ! цитратом - 139,8 ± 8,9 мг.
Найвищий показник синтезу екзопол!сахарид!в на 1 мг засвое-ного нпрогену спостергали п1д час культивування T. versicolor 353 на контрольному середовищ!. У цьому випадку на 1 мг асим!льо-ваного н!трогену мщелш продукував 15,9 ± 1,4 мг екзопомса-харид!в, тод! як на середовищах !з сульфатом цинку - т!льки 11,0 ± 0,9 мг, а на середовищ! цитратом - 13,8 ± 0,8 мг.
Ефективн!сть синтезу екзопол!сахарид!в на 1 мкг акумульова-ного цинку на середовищ! !з цитратом цинку була вищою пор!в-няно середовищем, що мстило сульфат цинку. На середовищ! цитратом цинку м1цел1й T. versicolor 353 продукував 31,3 мг екзо-пол!сахарид!в на 1 мкг акумульованих !он!в цинку, а на середови-щ! сульфатом цинку - тльки 19,6 мг на 1 мкг ющв.
Ефективн!сть синтезу екзопол!сахарид!в на 1 г використано! глюкози за присутност! !он!в мангану в середовищ! також знижу-валася на 16% (цитрат мангану) та на 36% (сульфат мангану) по-р!вняно з контрольним середовищем. На контрольному середови-щ! на 1 г використано! глюкози мщелш T. versicolor 353 продукував 114,5 ± 8,3 мг екзопоМсахаридв, на середовищ! сульфатом -
72,4 ± 3,9 мг, а на середовищ !з цитрагом 96,4 ± 6,9 мг. Аналопч-но до описаних результата !з цинком найвищий показник синтезу екзопол1сахарид1в на 1 мг асимшьованого азоту спостерГгався за кулътивувалля T. versicolor 353 на контрольному середовищт На контрольному живильному середовищ! з! слщовою кiлъкiстю малгалу (5,1 мкг/дм3), на 1 мг асимiлъовалого нпрогену, мiцелiй продукував 15,9 ±1,4 мг екзополюахаридв, тод як на середови-щах !з сульфатом мангану - тльки 9,1 ± 0,7 мг, а на середовищ !з цитратом - 10,0 ± 0,6 мг.
Кшькютъ силтезовалих екзопол1сахарид1в на 1 мкг акумульо-ваних ктав малгалу на середовищ! !з цитратом малгалу (32,6 мг екзопотсахаридв) була вищою ш^шно !з середовищем, яке мостило сульфат малгалу (19,7 мг екзополiсахарццiв).
Отримаш даш свiцчатъ, що сульфат малгалу больше iлгiбуе синтез екзопотсахаридв, нш цитраг мангану. Пригтачувальна дя цитрату малгалу на синтез екзополiсахарццiв маскуеться загаль-ним зросгаллям бiомаси мщелш.
Додавалля до середовишд кулътивувалля мщелш кнв купру-му легативло впливало на синтез екзополiсахарццiв. Ефективлiстъ синтезу екзопотсахаридв на 1 г використано! глюкози зменшува-лась на 33% на середовищ! !з сульфатом купруму (77,0 ± 6,2 мг/г використано! глюкози) та на 73% на середовищ! !з цитратом купруму (30,8 ± 2,7 мг/г використано! глюкози).
Як i у вищеописаних результатах, синтез екзополiсахаридiв на одиницю засвоеного нiтрогелу був найвищим на контрольному живильному середовищi. За вщсушосп купруму у живильному середовищi на 1 мг асимiлъованого нiтрогелу мщелш продукував 15,9 ± 1,4 мг екзопомсахаридв, тод як на середовищах !з сульфатом купруму - на 54% менше (7,3 ± 0,6 мг/г нпрогену), а на сере-довищ! !з цитратом цей показник скорочувався на 82% (2,8 ± 0,3 мг/г нiтрогелу). Ц дат свщчать, що iснуе зворотна залежтсть м!ж лакопичелням бiомаси та акумуляцею кшв купруму, з одного боку, та синтезом поМсахаридв - з шшого (рис. 2, 5). Таким чином, суттеве збiлъшелня синтезу бюмаси на середовищi з юна-ми купруму (особливо у цитрагаш форм!) корелюе з! скороченням синтезу екзопоМсахаридв.
Доцавалля до живильного середовища кожного з достижений метал!в у форм! цитрату чи сульфату викликало змшу ствв!д-лошелля м!ж синтезом екзопоМсахаридав i процесом асимшяцй джерела азоту. У зв'язку з тим, що бшьша частина внутрjшльоклj-тинного азоту входить до складу бшюв, можна зробити висновок про активГзацш за д! дослвджених метал!в внутрiшлъоклiтиллого метабол1зму, що i вщобразилося на даному спiввiцношеллi.
Традицино у працях !з фГзюлоги гриб!в використовують еко-номчний коефiцiелг, який розраховують як спiввiцношелня абсолютно сухо! бюмаси мщелш до кшькосп спожито! глюкози. Про-те за такого розрахунку не враховуютъ усю силтетичлу активтсть гриба (силтезовалi екстроцелюлярн! сполуки, насамперед екзопо-лiсахарцци). У нашому дослщ на контрольному живильному се-редовищ! кiлъкiстъ силгезовалих екзополiсахарццiв становила майже 45% в!д маси мщелш. Вочевидь, на синтез тако! маси екзопоМсахарцщв витрачено значну частку енергй, яка не врахо-вуеться за традицшних розрахулкiв еколомiчлого коефiцiелга. Спираючись на ni докази, ми ввели додаткове значення - загаль-ний економ1чний коефiцiелг, який розраховуеться як сгпввщно-шелля суми абсолютно сухо! бюмаси мщелш та маси екзопомса-харидв до кшькосп спожито! глюкози (рис. 4). Уведення цього коефiцiелта дозволяе краще зрозумпи особливосп впливу цитрата метал!в, сингезовалих методом акваланогехлологii, та вдао-вiцлих сульфапв на фГзюлогш дослiцжуваного штаму.
ПорГвнюючи обидв! форми еколомiчлих коефiцiелгiв, а також враховуючи вищенаведелий аналз даних щодо синтезу екзопол1-сахарццiв, можна стверджувати, що серед дослiцжувалих цитрапв i сульфапв лише цитрат цинку одночашо та позитивло впливае як на синтез бюмаси, так i на синтез екзопоМсахаридв. 1они купруму сприяють «перемиканню» елергетичлих i пластичних процеов у бж синтезу бюмаси за рахунок змелшелля синтезу екзопол1саха-ридв. При цьому в1дбуваеться зросталля елергетичних затрат на синтез цих помсахаридв, а елергетичлi затрати на синтез бюмаси
зменшуються. Зазначимо, що за влеселля у середовище юнГв купруму у форм! цитрату ва наведен! явищд були iлтелсивнiшими п^няно з дослщом, де у середовище вносили сульфат купруму в алалогiчних (за вмстом капона) концентрациях.
Особливу увагу слвд звернути на р!знищ м!ж впливом цитрату мангану та сульфатом цього елемента на пластичн! та елергетичнi показники синтезу бюмаси та екзопомсахаридв T. versicolor 353. Значент загального еколомiчлого коефiцjелта вказуе на те, що влеселля ктав мангану в колцентрацii 1 мг/дм3 у форм! сульфату григлiчувало синтетичну активнjстъ T. versicolor 353, а алалогiчла колцентрацiя цього елемента, але внесена до середовища у форм! цитрату малгалу, в ц!лому позитивно впливала ф!з!олог!ю цього штаму. При цьому також (як i з юнами купруму) вiцбувалось «пе-ремикалля» елергетичних i гластичлих процес!в у бж синтезу б!о-маси, а ефективнjстъ синтезу екзополjсахарццiв зменьшувалась.
Висновки
Бшьший вплив отриманих методом акваланотехлологii цитра-тгв мангану, цинку та купруму на зросталля б!омаси T. versicolor 353 пояснюеться !х зцатлjстю активувати системи, задiялi у проце-сах засвоення джерел азоту та вуглецю. В ус!х експериментальних сер!ях економчний коефjцiелг засвоення глюкози та показники асим!ляцй лiтрогену були вищими на 3-6%о на середовищах !з цитратами, нгж на середовищ! з вщповщними сульфатами. Найвищий економ!чний коефiцiелг синтезу б!омаси (36%) спостер!гали на середовищ! !з цитратом купруму. Вщповщно цитрат купруму лайбiльше серед дослвджених метал1в зб!льшував рiвель асим!ля-цц джерела н!трогену до 35% проти 18% на контрольному середо-вищ! та на 29%о на середовищ! !з сульфатом купруму.
Кшьккний анал!з м!кроелемент1в у б!омас! T. versicolor 353 свщчитъ, що концентрация !он!в купруму в м!целй, культивовано-му на середовищ! !з сульфатом купруму, становила 83,0 мкг/г, а на середовищ! гз цитратом купруму - 162,0 мкг/г бюмаси. Кшьккний анал!з Гонгв цинку та малгалу у бГомас! T. versicolor 353 не виявив статистичло достовГрно! рГзнищ м!ж бiодостуглiстю цитратло! та сульфатно! форми зазначених метал1в.
Значне зросталля бГомаси (на 79%о вiцлосло контролю) за д! цитрату купруму, отриманого методом аквалалотехлологii, в!дбу-ваеться за рахунок злижелля синтезу екзопол!сахарид!в утрич! по-рjвняло з контролем.
Серед використаних у дослiцжеллi сполук лише цитрат цинку п^няно з контролем одночасно збГльшував i синтез бюмаси (на 37%), i синтез екзопол!сахарид!в (на 29%о).
References
Al-Maali, G. A. (2015). Vplyv cytrativ metaliv, otrymanyh metodom akvanano-tehnologii', na rist shtamiv likars'kyh makromicetiv Ganoderma lucidum 1900 i Trametes versicolor 353 [The influence of metal citates obtained by aquananotechnology on growth of 1he strains of medical macromycetes Ganoderma lucidum 1900 and Trametes versicolor 353]. Ukrainian Botanical Journal, 72(4), 393-397 (in Ukrainian). Al-Maali, G. A., Bisko, N. A., & Ostapchuk, A. M. (2016a). Vplyv sul'fatu ta cytratu midi na sklad biomasy likars'kogo gryba Trametes versicolor (Polyporales, Polyporaceae) [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 (in Ukrainian). Al-Maali, G. A., Bisko, N. A., & Ostapchuk, A. M. (2016b). Vplyv sul'fativ ta cytrativ metaliv na vuglevodnyj sklad biomasy likars'kogo gryba Trametes versicolor (Polyporales, Polyporaceae) [The effect of citrate and sulfate of different metals on carbohydrates composition of medicinal mushroom Trametes versicolor (Polyporales, Polyporaceae)]. Visnyk of Dnipropetrovsk University. Biology, Medicine, 7(1), 32-36 (in Ukrainian). Aoyagi, H., Lino, Y., Takeo, T., Horii, Y., Morishita, Y., & Horiuchi, R. (2009). Effects of OK-432 (Picibanil) on the estrogen receptors of mcf-7 cells and potentiation of antiproliferative effects of tamoxifen in combination with OK-432. Oncology, 54(5), 414-423. Arteiro, J. M. S., Martins, M. R., Salvador, C., Candeias, M. F., Karmali, A., & Caldeira, A. T. (2012). Protein-polysaccharides of Trametes versicolor.
Production and biological activities. Medicinal Chemistry Research, 21(6), 937-943.
Banci, L. (Ed.). (2013). Metallomics and 1he cell. Metal Ions in Life Sciences. Springer, Netherlands.
Barros, A. B., Ferrao, J., & Fernandes, T. (2016). A safety assessment of Coriolus versicolor biomass as a food supplement. Food and Nutrition Research, 60(1), 29953.
Bisko, N. A., Babyckaja, V. G., & Buhalo, A. S. (2012). Byologycheskye svojstva lekarstvennyh makromycetov v kul'ture [Biological properties of medicinal macromycetes in culture] Alterpres, Kyiv (in Russian).
Bisko, N. A., Lomberg, M. L., Mytropolska, N. Y., & Mykchaylova, O. B. (2016). The IBK Mushroom culture collection. Alterpres, Kyiv (in Ukrainian).
Borysevych, V. B., Kaplunenko, V. G., & Kosinov, M. V. (2010). Nanomaterialy v biologii'. Osnovy nanoveterynarii' [Nanomaterials in biology. Fundamentals of nanotechnology]. Avicena, Kyiv (in Ukrainian).
Broadley, M. R., White, P. J., Hammond, J. P., Zelko, I., & Lux, A. (2007). Zinc in plants. New Phytologist, 173(4), 677-702.
Chow, L. W. C., Lo, C. S. Y., Loo, W. T. Y., Hu, X., & Sham, J. S. T. (2003). Polysaccharide peptide mediates apoptosis by up-regulating p21 gene and down-regulating cyclin D1 gene. The American Journal of Chinese Medicine, 31(1), 1-9.
Chu, K. K. W., Ho, S. S. S., & Chow, A. H. L. (2002). Coriolus versicolor. A medicinal mushroom with promising immunotherapeutic values. Journal of Clinical Pharmacology, 42(9), 976-984.
Donatini, B. (2014). Control of oral human papillomavirus (HPV) by medicinal mushrooms, Trametes versicolor and Ganoderma lucidum. A preliminary clinical trial. International Journal of Medicinal Mushrooms, 16(5), 497-498.
Dudka, I. A, Vasser, S. P., & Jellanskaja, I. A. (1982). Metody jeksperimental'noj mikologii [Methods of experimental mycology] Naukova Dumka, Kyiv (in Russian).
Elisashvili, V. I., Wasser, S. P., & Kvesitadze, G. I. (2014). Physiology of biologically active metabolite production by medicinal mushrooms. Annals of Agrarian Science, 10(2), 63-67.
Fujita, H., Ogawa, K., Ikuzawa, M., Muto, S., Matsuki, M., Nakajima, S., Shimamura, M., Togawa, M., Yoshikumi, C., & Kawai, Y. (1988). Effect of PSK, a protein-bound polysaccharide from Coriolus versicolor, on drug-metabolizing enzymes in sarcoma-180 bearing and normal mice. International Journal of Immunopharmacology, 10(4), 445-450.
Hirose, K., Hakozaki, M., Kakuchi, J., Matsunaga, K., Yoshikumi, C., Takahashi, M., Tochikura, T. S., & Yamamoto, N. (1987). A biological response modifier, PSK, inhibits reverse transcriptase in vitro. Biochemical and Biophysical Research Communications, 149(2), 562-567.
Hobbs, C. (2005). Medicinal value of turkey tail fungus Trametes versicolor (L.. Fr.) Pilat (Aphyllophoromycetideae). International Journal of Medicinal Mushrooms, 7(3), 346-347.
Kaim, W., Schwederski, B., & Klein, A. (2013). Bioinorganic chemistry. Inorganic elements in the chemistry of life. An introduction and guide. John Wiley & Sons.
Kao, C., Jesuthasan, A. C., Bishop, K. S., Glucina, M. P., & Ferguson, L. R. (2013). Anti-cancer activities of Ganoderma lucidum. Active ingredients and pathways. Functional Foods in Health and Disease, 3(2), 48-65.
Klechak, I. R., Bis'ko, N. A., Mytropol's'ka, N. J., Antonenko, L. O. (2013). Vplyv cytrativ biogennyh metaliv, otrymanyh metodom akvananotehnologij, na rist i biosyntetychnu aktyvnist' likars'kogo gryba Trametes versicolor [Influence of citruses of biogenic metals, obtained by the method of aquanotechnology, on growth and biosynthetic activity of medicinal fungus Trametes versicolor]. Research Bulletin of NTUU Kyiv Polytechnic Institute, 3, 59-64 (in Ukrainian).
Latimer, G. W. (2012). Official methods of analysis of AOAC International. AOAC international.
Law, N. A., Caudle, M. T., & Pecoraro, V. L. (1998). Manganese redox enzymes and model systems. Properties, structures, and reactivity. Advances in Inorganic Chemistry, 305-440.
Leliebre-Lara, V., Monzote Fidalgo, L., Pferschy-Wenzig, E.-M., Kunert, O., Nogueiras Lima, C., & Bauer, R. (2016). In vitro antileishmanial activity of sterols from Trametes versicolor (Bres. Rivarden). Molecules, 21(8), 1045.
Mizuno, T. (1999). The extraction and development of antitumor-active polysac-charides from medicinal mushrooms in japan (review). International Journal of Medicinal Mushrooms, 1(1), 9-29.
Monma, Y., Kawana, T., & Shimizu, F. (1997). In vitro inactivation of herpes simplex virus by a biological response modifier, PSK. Antiviral Research, 35(3), 131-138.
Monro, J. A. (2003). Treatment of cancer with mushroom products. Archives of Environmental Health, 58(8), 533-537.
Ohmura, Y., Matsunaga, K., Motokawa, I., Sakurai, K., & Ando, T. (2003). Protective effects of a protein-bound polysaccharide, PSK, against Candida albicans infection in syngeneic tumor-bearing micevia Th1 cell functions. Cancer Biotherapy and Radiopharmaceuticals, 18(5), 769-780.
Ohmura, Y., Matsunaga, K., Motokawa, I., Sakurai, K., & Ando, T. (2001). Protective effects of a protein-bound polysaccharide, PSK, on Candida albicans infection in mice via tumor necrosis factor-a induction. International Immunopharmacology, 1(9-10), 1797-1811.
Pert, S. J. (1978). Osnovy kul'tivirovanija mikroorganizmov i kletok [Fundamentals of cultivation of microorganisms and cells]. Nauka, Moscow (in Russian).
Rowan, N. J., Smith, J. E., & Sullivan, R. (2003). Immunomodulatory activities of mushroom glucans and polysaccharide-protein complexes in animals and humans (A review). International Journal of Medicinal Mushrooms, 5(2), 95-110.
Staats, C. C., Kmetzsch, L., Schrank, A., & Vainstein, M. H. (2013). Fungal zinc metabolism and its connections to virulence. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 3, 65.
Standish, L. J., Wenner, C. A., Sweet, E. S., Bridge, C., Nelson, A., Martzen, M., Novack, J., & Torkelson, C. (2008). Trametes versicolor mushroom immune therapy in breast cancer. Journal of the Society for Integrative Oncology, 6(3), 122-128.
Titova, L. O., & Klechak, I. R. (2015). Osoblyvosti kul'tyvuvannja vyshhogo bazydial'nogo gryba Trametes zonatus na ridkyh seredovyshhah. [Features of cultivation of higher basidial fungus Trametes zonatus on liquid medium]. Naukovi Visti Nacional'nogo Tehnichnogo Universytetu Ukrai'ny Kyi'vs'kyj Politehnichnyj Instytut, 3, 76-83 (in Ukrainian).
Torkelson, C. J., Sweet, E., Martzen, M. R., Sasagawa, M., Wenner, C. A., Gay, J., Putiri, A., & Standish, L. J. (2012). Phase 1 clinical trial of Trametes versicolor in women with breast cancer. ISRN Oncology, 251632.
Tsukagoshi, S. (1984). Krestin (PSK). Cancer Treatment Reviews, 11(2), 131155.
Wenner, C., Inatsuka, C., Davis Smith, T., Sasagawa, M., Martzen, M., Standish, L., Dasis, M., & Lu, H. (2013). Anti-tumor actions of Trametes versicolor extract polysaccharide K include activation of dendritic cells and gamma delta T cells. Planta Medica, 79(10).
Yeung, J. H. K., Chiu, L. C. M., & Ooi, V. E. C. (1995). Effect of polysaccharide peptide (PSP) on in vivo sulphation and glucuronidation of paracetamol in the rat. European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, 20(4), 287-292.
Ying, J., Mao, X., Ma, Q., Zong, Y., & Wen, H. (1987). Icons of medicinal fungi from China (translated, Yuehan X). Science Press, Beijing.
