Антимикробная активность экстрактов Stereum hirsutum в зависимости от состава питательной среды

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. 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. 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. 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.

1. World 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/antimicrobialresistance

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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/

14. 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.

15. 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.2014.07.004

16. 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.