antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2025-70-7-8-10-18NUIEZCantibiotics-1266Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИExperimental ResearchАнтимикробная активность экстрактов Stereum hirsutum в зависимости от состава питательной средыAntimicrobial Activity of Stereum hirsutum Extracts Depending on the Nutrient Medium Compositionhttps://orcid.org/0000-0002-9063-5928ЗиангироваМ. Ю.ZiangirovaM. Yu.

Зиангирова Майя Юрьевна — к. т. н., научный сотрудник лаборатории биосинтеза биологически активных веществ.

Москва

Mayya Yu. Ziangirova — Ph. D. in Engineering, Researcher at the Laboratory of Biosynthesis of Biologically Active Substances.

Moscow

https://orcid.org/0000-0003-2213-8767ЛеонтьеваМ. И.LeontevaM. I.

Леонтьева Мария Ильинична — инженер лаборатории биосинтеза биологически активных веществ.

Москва

Maria I. Leonteva — Engineer at the Laboratory of Biosynthesis of Biologically Active Substances.

Moscow

https://orcid.org/0009-0000-3188-7386ЛысаковаВ. С.LysakovaV. S.

Лысакова Валерия Сергеевна — младший научный сотрудник лаборатории биосинтеза биологически активных веществ.

Москва

Valeria S. Lysakova — Junior Researcher at the Laboratory of Biosynthesis of Biologically Active Substances.

Moscow

valera.lisackowa@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5098-5379АвтономоваА. В.AvtonomovaA. V.

Автономова Анастасия Витальевна — к. б. н., старший научный сотрудник лаборатории биосинтеза биологически активных веществ.

Москва

Anastasia V. Avtonomova — Ph. D. in Biology, Senior Researcher at the Laboratory of Biosynthesis of Biologically Active Substances.

Moscow

ИсаковаЕ. Б.IsakovaE. B.

Исакова Елена Борисовна — научный сотрудник лаборатории фармакологии и химиотерапии. РИНЦ AuthorID: 171219.

Москва

Elena B. Isakova — Researcher at the Laboratory of Pharmacology and Chemotherapy. RSCI AuthorID: 171219.

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-0391-0339КраснопольскаяЛ. М.KrasnopolskayaL. M.

Краснопольская Лариса Михайловна — д. б. н., ведущий научный сотрудник, заведующая лаборатории биосинтеза биологически активных веществ.

Москва

Larissa M. Krasnopolskaya — D. Sc. in Biology, Leading Researcher, Head of the Laboratory of Biosynthesis of Biologically Active Substances.

Moscow

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе»РоссияGause Institute of New AntibioticsRussian Federation202525072025707-81018Copyright © Зиангирова М.Ю., Леонтьева М.И., Лысакова В.С., Автономова А.В., Исакова Е.Б., Краснопольская Л.М., 20252025Зиангирова М.Ю., Леонтьева М.И., Лысакова В.С., Автономова А.В., Исакова Е.Б., Краснопольская Л.М.Ziangirova M.Y., Leonteva M.I., Lysakova V.S., Avtonomova A.V., Isakova E.B., Krasnopolskaya L.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1266Актуальность

Актуальность. Поиск новых антимикробных соединений остаётся критически важной задачей в связи с растущей антибиотикорезистентностью. Важным ресурсом для отбора продуцентов метаболитов с целевой активностью являются базидиомицеты, метаболитный профиль которых существенно зависит от условий культивирования. Stereum hirsutum известен способностью синтезировать антимикробные вещества, однако зависимость его биосинтетической активности от условий культивирования изучена недостаточно.

Цель

Цель. Изучить влияние состава питательной среды на рост биомассы и антимикробную активность экстрактов культуральной жидкости и мицелия базидиомицета S. hirsutum. Материал и методы. Погружённое культивирование штамма S. hirsutum 1 на шести средах с различными источниками углерода (глюкоза, меласса, глицерин) и азота (дрожжевой экстракт, пептон). Получение этилацетатных экстрактов культуральной жидкости и этанольных экстрактов мицелия. Оценка антибактериальной активности методом серийных разведений в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий для определения минимальной подавляющей концентрации. Оценка антифунгальной активности диффузионным методом в агар.

Результаты

Результаты. Состав среды существенно влиял на накопление биомассы (от 3,6 до 15,45 г/л) и выход экстрактов (от 40,5 до 184,5 мг/л). Наибольшая антибактериальная активность выявлена у экстракта, полученного на среде с глюкозой и дрожжевым экстрактом, его МПК в отношении Staphylococcus haemolyticus 585 составила 320 мкг/мл. Экстракты проявили антифунгальную активность в отношении Candida albicans, Candida auris, Aspergillus brasiliensis и других клинически значимых грибов-патогенов.

Заключение

Заключение. Качественный состав питательной среды позволяет направленно регулировать антимикробную активность экстрактов S. hirsutum. Для получения экстрактов с высокой антибактериальной и антифунгальной активностями целесообразно использовать в качестве источников углерода и азота глюкозу и дрожжевой экстракт соответственно. Среды с мелассой обеспечивают наибольший выход погружённой биомассы. Полученные результаты являются основой для разработки биотехнологии получения антимикробных препаратов на основе метаболитов S. hirsutum.

Background

Background. The search for new antimicrobial compounds remains critically important due to growing antibiotic resistance. Basidiomycetes represent an important resource for selecting producers of metabolites with targeted activity, as their metabolic profile is highly dependent on cultivation conditions. Stereum hirsutum is known for its ability to synthesize antimicrobial substances; however, the dependence of its biosynthetic activity on cultivation conditions has been insufficiently studied.

The aim of the work

The aim of the work. To study the effect of the nutrient medium composition on the biomass growth and antimicrobial activity of culture liquid and mycelial extracts of the basidiomycete S. hirsutum.

Material and methods

Material and methods. Submerged cultivation of the S. hirsutum 1 strain on six media with different carbon (glucose, molasses, glycerol) and nitrogen (yeast extract, peptone) sources. Preparation of ethyl acetate extracts from the culture liquid and ethanol extracts from the mycelium. Preparation of ethyl acetate extracts from the culture liquid and ethanol extracts from the mycelium. Antibacterial activity was assessed using the broth microdilution method against Gram-positive and Gram-negative bacteria to determine the minimum inhibitory concentration (MIC). Antifungal activity was evaluated by the agar diffusion method.

Results

Results. Medium composition significantly affected biomass accumulation (ranging from 3.6 to 15.45 g/L) and extract yields (ranging from 40.5 to 184.5 mg/L). The highest antibacterial activity was observed in the extract obtained on the medium with glucose and yeast extract, showing an MIC of 320 µg/mL against Staphylococcus haemolyticus 585. The extracts demonstrated antifungal activity against Candida albicans, Candida auris, Aspergillus brasiliensis, as well as other clinically significant pathogenic fungi.

Conclusion

Conclusion. The qualitative composition of the nutrient medium allows for the targeted regulation of the antimicrobial activity of S. hirsutum extracts. To obtain extracts with high antibacterial and antifungal activity, it is advisable to use glucose and yeast extract as the carbon and nitrogen sources, respectively. Media with molasses provide the highest yield of submerged biomass. The obtained results provide the basis for the development of biotechnology for producing antimicrobial preparations based on S. hirsutum metabolites.

базидиомицетыэкстракт культуральной жидкостиэкстракт мицелияантибактериальная активностьантифунгальная активностьStereum hirsutumbasidiomycetesculture liquid extractmycelial extractantibacterial activityantifungal activityStereum hirsutumАвторы выражают искреннюю благодарность Никите Сергеевичу Комиссарову (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, биологический факультет) за предоставление штамма S. hirsutum и его передачу в коллекцию института, что сделало возможным проведение данного исследования. Исследование не имело спонсорской поддержкиThe authors express their sincere gratitude to Nikita Sergeevich Komissarov (Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology) for providing the S. hirsutum strain and transferring it to the institute’s collection, which made this study possible. The study had no sponsorshipReferencesWorld Health Organization. Antimicrobial resistance fact sheet [Internet]. Geneva: WHO; 2023 [cited 2023 Nov 21]. Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobialresistanceWorld Health Organization. Antimicrobial resistance fact sheet [Internet]. Geneva: WHO; 2023 [cited 2023 Nov 21]. Available from: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobialresistanceKavanagh F., Hervey A., Robbins W. J. Antibiotic substances from basidiomycetes: VIII. Pleurotus multilus (Fr.) Sacc. and Pleurotus passeckerianus Pilat. Proc Natl Acad Sci U S A. 1951; 37 (9): 570–574.Kavanagh F., Hervey A., Robbins W. J. Antibiotic substances from basidiomycetes: VIII. Pleurotus multilus (Fr.) Sacc. and Pleurotus passeckerianus Pilat. Proc Natl Acad Sci U S A. 1951; 37 (9): 570–574.Hartley A. J., De Mattos-Shipley K., Collins C. M., Kilaru S., Foster G. D., Bailey A. M. Investigating pleuromutilin-producing Clitopilus species and related basidiomycetes. FEMS Microbiol Lett. 2009; 297 (1): 24–30. doi: 10.1111/j.1574-6968.2009.01656.x.Hartley A. J., De Mattos-Shipley K., Collins C. M., Kilaru S., Foster G. D., Bailey A. M. Investigating pleuromutilin-producing Clitopilus species and related basidiomycetes. FEMS Microbiol Lett. 2009; 297 (1): 24–30. doi: 10.1111/j.1574-6968.2009.01656.x.Liu Y., Zhou Q., Huo Y., Sun X., Hu J. Recent advances in developing modified C14 side chain pleuromutilins as novel antibacterial agents. Eur J Med Chem. 2024; 116313. doi: 10.1016/j.ejmech.2024.116313.Liu Y., Zhou Q., Huo Y., Sun X., Hu J. Recent advances in developing modified C14 side chain pleuromutilins as novel antibacterial agents. Eur J Med Chem. 2024; 116313. doi: 10.1016/j.ejmech.2024.116313.Tian M., Zhao P., Li G, Zhang K. In depth natural product discovery from the basidiomycetes Stereum species. Microorganisms. 2020; 8 (7): 1049. doi: 10.3390/microorganisms8071049.Tian M., Zhao P., Li G, Zhang K. In depth natural product discovery from the basidiomycetes Stereum species. Microorganisms. 2020; 8 (7): 1049. doi: 10.3390/microorganisms8071049.Yun B. S., Lee I. K., Cho Y., Cho S. M., Yoo I. D. New tricyclic sesquiterpenes from the fermentation broth of Stereum hirsutum. J Nat Prod. 2002; 65 (5): 786–788. doi: 10.1021/np010602b.Yun B. S., Lee I. K., Cho Y., Cho S. M., Yoo I. D. New tricyclic sesquiterpenes from the fermentation broth of Stereum hirsutum. J Nat Prod. 2002; 65 (5): 786–788. doi: 10.1021/np010602b.Duan Y. C., Feng J., Bai N., Li G. H., Zhang K. Q., Zhao P. J. Four novel antibacterial sesquiterpene-alpha-amino acid quaternary ammonium hybrids from the mycelium of mushroom Stereum hirsutum. Fitoterapia. 2018; 128: 213–217. doi: 10.1016/j.fitote.2018.05.026.Duan Y. C., Feng J., Bai N., Li G. H., Zhang K. Q., Zhao P. J. Four novel antibacterial sesquiterpene-alpha-amino acid quaternary ammonium hybrids from the mycelium of mushroom Stereum hirsutum. Fitoterapia. 2018; 128: 213–217. doi: 10.1016/j.fitote.2018.05.026.Ma K., Bao L., Han J., Jin T., Yang X., Zhao E. et al. New benzoate derivatives and hirsutane type sesquiterpenoids with antimicrobial activity and cytotoxicity from the solid-state fermented rice by the medicinal mushroom Stereum hirsutum. Food Chem. 2014; 143: 239–245. doi: 10.1016/j.foodchem.2013.07.124.Ma K., Bao L., Han J., Jin T., Yang X., Zhao E. et al. New benzoate derivatives and hirsutane type sesquiterpenoids with antimicrobial activity and cytotoxicity from the solid-state fermented rice by the medicinal mushroom Stereum hirsutum. Food Chem. 2014; 143: 239–245. doi: 10.1016/j.foodchem.2013.07.124.Aqueveque P., Céspedes C. L., Becerra J., Aranda M., Sterner O. Antifungal activities of secondary metabolites isolated from liquid fermentations of Stereum hirsutum (Sh134-11) against Botrytis cinerea (grey mould agent). Food Chem Toxicol. 2017; 109 (Pt 2): 1048–1054. doi: 10.1016/j.fct.2017.05.036.Aqueveque P., Céspedes C. L., Becerra J., Aranda M., Sterner O. Antifungal activities of secondary metabolites isolated from liquid fermentations of Stereum hirsutum (Sh134-11) against Botrytis cinerea (grey mould agent). Food Chem Toxicol. 2017; 109 (Pt 2): 1048–1054. doi: 10.1016/j.fct.2017.05.036.Cateni F., Doljak B., Zacchigna M., Anderluh M., Piltaver A., Scialino G. et al. New biologically active epidioxysterols from Stereum hirsutum. Bioorg Med Chem Lett. 2007; 17 (22): 6330–6334. doi: 10.1016/j.bmcl.2007.08.072.Cateni F., Doljak B., Zacchigna M., Anderluh M., Piltaver A., Scialino G. et al. New biologically active epidioxysterols from Stereum hirsutum. Bioorg Med Chem Lett. 2007; 17 (22): 6330–6334. doi: 10.1016/j.bmcl.2007.08.072.Краснопольская Л. М., Белицкий И. В., Федорова Г. Б., Катруха Г. С. Pleurotus djamor: методы культивирования и антимикробные свойства. Микология и фитопатология. 2001; 35 (1): 62–67.Krasnopolskaya L. M., Belitsky I. V., Fedorova G. B., Katrukha G. S. Pleurotus djamor: Cultivation Methods and Antimicrobial Properties. Mikologiya i Fitopatologiya. 2001; 35 (1): 62–67. (in Russian)Лысакова В. С., Синева О. Н., Бычкова О. П., Краснопольская Л. М. Скрининг антибактериальной и антифунгальной активности экстрактов базидиомицетов. Антибиотики и химиотер. 2024; 69 (1): 11–18.Lysakova V. S., Sineva O. N., Bychkova O. P., Krasnopolskaya L. M. Screening of Antibacterial and antifungal activities of basidiomycetes extracts. Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 2024; 69 (1): 11–18. (in Russian)Clinical and Laboratory Standards Institute. M100 Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 35th ed. Wayne, PA: CLSI; 2025. [cited 2025 Jan 27]. Available from: https://clsi.org/standards/products/microbiology/documents/m100/Clinical and Laboratory Standards Institute. M100 Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 35th ed. Wayne, PA: CLSI; 2025. [cited 2025 Jan 27]. Available from: https://clsi.org/standards/products/microbiology/documents/m100/Zhao Z. Z., Zhang F., He H. J., Wang Y., Du J. H., Wang Z. Z. et al. Stereuins A–F: Isopentenyl benzene congeners with antibacterial and neurotrophic activities from Stereum hirsutum HFG27. Phytochemistry. 2024; 228: 114253. doi: 10.1016/j.phytochem.2024.114253.Zhao Z. Z., Zhang F., He H. J., Wang Y., Du J. H., Wang Z. Z. et al. Stereuins A–F: Isopentenyl benzene congeners with antibacterial and neurotrophic activities from Stereum hirsutum HFG27. Phytochemistry. 2024; 228: 114253. doi: 10.1016/j.phytochem.2024.114253.Samson R. A., Visagie C. M., Houbraken J., Hong S. B., Hubka V., Klaassen C. H. W. et al. Phylogeny, identification and nomenclature of the genus Aspergillus. Stud Mycol. 2014; 78: 141–173. doi: 10.1016/j.simyco.2014.07.004Samson R. A., Visagie C. M., Houbraken J., Hong S. B., Hubka V., Klaassen C. H. W. et al. Phylogeny, identification and nomenclature of the genus Aspergillus. Stud Mycol. 2014; 78: 141–173. doi: 10.1016/j.simyco.2014.07.004Lass-Flörl C., Cuenca-Estrella M. Changes in the epidemiological landscape of invasive mould infections and disease. J Antimicrob Chemother. 2017; 72 (suppl_1): i5–i11. doi: 10.1093/jac/dkx028.Lass-Flörl C., Cuenca-Estrella M. Changes in the epidemiological landscape of invasive mould infections and disease. J Antimicrob Chemother. 2017; 72 (suppl_1): i5–i11. doi: 10.1093/jac/dkx028.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.