Скрининг антибактериальной и антифунгальной активностей экстрактов базидиомицетов

Актуальность. Базидиомицеты обладают высокими биосинтетическими возможностями. Их метаболиты способны проявлять антимикробные свойства, тем самым являясь перспективными молекулами для применения в медицине или для дальнейшей химической трансформации. Цель. Оценка антибактериальных и антифунгальных свойств экстрактов культуральной жидкости представителей отдела Basidiomycota из порядков Agaricales и Polyporales, отбор активных штаммов для дальнейших исследований. Материал и методы. Объектами исследования служили 10 штаммов 10 видов базидиомицетов из порядков Agaricales и Polyporales. Тестировали фильтраты культуральных жидкостей, полученных в результате погруженного культивирования базидиомицетов, их этилацетатные экстракты и постэкстракционные жидкости. Культуральную жидкость Fomitopsis betulina также экстрагировали хлороформом и бутанолом. Антибактериальное и антифунгальное действие изучали методом диффузии из лунок в агар. Результаты. Все исследованные штаммы базидиомицетов проявили антибактериальную активность. Наиболее высокая активность в отношении грамположительных и грамотрицательной бактерий была отмечена у штаммов 3 видов из порядка полипоровых: Fomes fomentarius, F. betulina и F. pinicola. Антифунгальную активность проявили 6 из 10 исследованных культур базидиомицетов. Составленный сравнительный ряд экстрагентов по их эффективности (этилацетат > бутанол > хлороформ) свидетельствовал о преимуществе использования полярных растворителей для извлечения антимикробных метаболитов F. betulina из культуральной жидкости. Заключение. Отобраны перспективные штаммы базидиомицетов — продуцентов антимикробных метаболитов. Среди изученных видов наибольшую активность показали представители порядка Polyporales. Полярные растворители эффективнее извлекали антимикробные метаболиты F. betulina из культуральной жидкости.

1. Chaturvedi V.K., Agarwal S., Gupta K.K., Ramteke P.W., Singh M.P. Medicinal mushroom: boon for thera-385 peutic applications. 3 Biotech. 2018; 8: 334, doi:10.1007/s13205-018-1358-0.

2. Narayanan Z., Glick B.R. Secondary metabolites produced by plant growth-promoting bacterial endophytes. Microorganisms. 2022; 10(10): 2008. doi: 10.3390/microorganisms10102008.

3. Klančnik A., Megušar P., Sterniša M., Jeršek B., Bucar F., Smole Možina S. et al. Aqueous extracts of wild mushrooms show antimicrobial and antiadhesion activities against bacteria and fungi. Phytotherapy Research. 2017; 31(12): 1971–6. doi: 10.1002/ptr.5934.

4. Dokhaharani S.C., Ghobad-Nejhad M., Moghimi H., Farazmand A., Rahmani H. Biological activities of two polypore macrofungi (Basidiomycota) and characterization of their compounds using HPLC-DAD and LCESI-MS/MS. Folia Microbiologica. 2021; 66: 775-786. doi:10.1007/s12223021-00884-y.

5. Ranadive K.R., Belsare M.H., Deokule S.S., Jagtap N.V., Jadhav H.K., Vaidya J.G. Glimpses of antimicrobial activity of fungi from World. J New Biol Rep. 2013; 2: 142–162.

6. Udu-Ibiam O. E., Ogbu O., Nworie O., Ibiam U.A., Agah M.V. et al. Antimicrobial activities of some selected edible mushrooms and spices against clinical isolates from Federal University Teaching Hospital Abakaliki (FETHA), Ebonyi State, Nigeria. International Journal of Scientific and Technology Research. 2014; 3: 251–255.

7. Лысакова В.С., Барашкова А.С., Рогожин Е.А., Куварина А.Е., Садыкова В.С., Краснопольская Л. М. Скрининг метаболитов грибов из отделов Basidiomycota и Ascomycota, обладающих антибиотическими свойствами. Наука в интерпретации современного образовательного процесса. 2022; 36–38.

8. Лысакова В.С., Барашкова А.С., Рогожин Е.А., Синева О.Н., Краснопольская Л.М. Скрининг метаболитов базидиомицетов и аскомицетов с антифунгальной и антибактериальной активностями. Современная микология в России. Материалы 5-го Съезда микологов России. М.: Национальная академия микологии. 2022; 9: 393-394

9. Chepkirui C., Yuyama K.T., Wanga L.A., Decock C., Matasyoh J.C., Abraham W-R. et al. Microporenic Acids A-G, biofilm inhibitors, and antimicrobial agents from the basidiomycete microporus species. Journal of Natural Products [Internet]. 2018; 81(4): 778–784. doi: 10.1021/acs.jnatprod.7b00764.

10. Wu H., Yang H-X., Li Z-H., Feng T., Liu J-K. Psathyrellins A-E, antibacterial guanacastane diterpenoids from mushroom Psathyrella candolleana. Natural Products and Bioprospecting. 2021; 11(4): 447–452. doi: 10.1007/s13659-021-00316-x.

11. Smania E.F.A, Delle Monache F., Smania A., Yunes R.A., Cuneo R.S. Antifungal activity of sterols and triterpenes isolated from Ganoderma annulare. Fitoterapia. 2003; 74(4): 375–377. doi: 10.1016/s0367326x(03)00064-9.

12. Woo E-E., Ha L.S., Kim J-Y., Lee I-K., Yun B-S. Rhizophins A and B, new sesquiterpenes from the culture broth of Coprinus rhizophorus. J Antibiot (Tokyo). 2019; 73(3): 175–178. doi: 10.1038/s41429-019-0263-z.

13. Wang H., Ng T.B. Ganodermin, an antifungal protein from fruiting bodies of the medicinal mushroom Ganoderma lucidum. Peptides. 2006; 27(1): 27–30. doi: 10.1016/j.peptides.2005.06.009.

14. Wang H., Ng T.B. Eryngin, a novel antifungal peptide from fruiting bodies of the edible mushroom Pleurotus eryngii. Peptides. 2004; 25 (1): 1–5. doi: 10.1016/j.peptides.2003.11.014

15. Garádi Z., Dékány M., Móricz Á.M., Gaál A., Papp V., Béni S. et al. Antimicrobial, antioxidant and antiproliferative secondary metabolites from inonotus nidus-pici. Molecules. 2021; 26 (18): 5453. doi: 10.3390/molecules26185453.

16. Béni Z., Dékány M., Kovács B., Csupor-Löffler B., Zomborszki Z., Kerekes E. et al. Bioactivity-guided isolation of antimicrobial and antioxidant metabolites from the mushroom Tapinella atrotomentosa. Molecules. 2018; 23(5): 1082. doi: https://doi.org/10.3390/molecules23051082.

17. Краснопольская Л.М., Белицкий И.В., Федорова Г.Б., Катруха Г.С. Pleutotus djamor: способы культивирования и антимикробные свойства. Мик. и фитопатол. 2001; 35 (1): 62–67.

18. Park G., Nam J., Kim J., Song J., Kim P.I., Min H.J. et al. Structure and mechanism of surfactin peptide from Bacillus velezensis antagonistic to fungi plant pathogens. Bulletin of the Korean Chemical Society. 2019; 40(7): 704–709. doi: https://doi.org/10.1002/bkcs.11757.

19. Inostroza A., Lara L., Paz C., Perez A., Galleguillos F., Hernandez V. et al. Antibiotic activity of Emerimicin IV isolated from Emericellopsis minima from Talcahuano Bay, Chile. Natural Product Research. 2017; 3; 32 (11): 1361–1364. doi: 10.1080/14786419.2017.1344655.

20. Liu Y., Liu W., Li M., Yuan T. Lanostane triterpenoids from the fruiting bodies of Fomitopsis pinicola and their anti-inflammatory activities. Phytochemistry. 2022, 193: 112985. doi: 10.1016/j.phytochem.2021.112985.

21. Kao C. H., Greenwood D. R., Jamieson S. M., Coe M. E., Murray P. M., Ferguson L. R. et. al. Anticancer characteristics of Fomitopsis pinicola extract in a xenograft mouse model — A preliminary study. Nutrition and Cancer. 2020; 72(4): 645–652.

22. Pleszczyńska M., Lemieszek M. K., Siwulski M., Wiater A., Rzeski W., Szczodrak J. Fomitopsis betulina (formerly Piptoporus betulinus): the Iceman’s polypore fungus with modern biotechnological potential. World J Microbiol Biotechnol. 2017; 33: 1–12. doi: 10.1007/s11274-0172247-0.

23. Cheng X., Ji Y., Li X., Wang Z., Wang B., He F., Xue S. The beneficial effects of Fomitopsis pinicola chloroform extract on a dextran sulfate sodiuminduced ulcerative colitis mice model. Ann Transl Med. 2023, 11 (2). doi: 10.21037/atm-22-5143.

24. Alvandi H., Hatamian-Zarmi A., Ebrahimi Hosseinzadeh B., MokhtariHosseini Z. B. Optimization of production conditions for bioactive polysaccharides from Fomes fomentarius and investigation of antibacterial and antitumor activities. Iranian Journal of Medical Microbiology. 2020, 14 (6): 596–611. doi: https://doi.org/10.30699/ijmm.14.6.596.

25. Dresch P., Rosam K., Grienke U., Rollinger J. M., Peintner U. Fungal strain matters: colony growth and bioactivity of the European medicinal polypores Fomes fomentarius, Fomitopsis pinicola and Piptoporus betulinus. Amb Express. 2015; 5(1): 1-14. doi: 10.1186/s13568-014-0093-0.

26. Schlegel B., Luhmann U., Härtl A., Gräfe U. Piptamine, a new antibiotic produced by Piptoporus betulinus Lu 9-1. J Antibiotics (Tokyo). 2000, 53 (9): 973–974. doi: 10.7164/antibiotics.53.973.