Aspergillus carneus - Aspergillus carneus

Aspergillus carneus
Научная классификация редактировать
Королевство:Грибы
Разделение:Аскомикота
Учебный класс:Евротиомицеты
Заказ:Евротиалы
Семья:Trichocomaceae
Род:Аспергиллы
Разновидность:
A. carneus
Биномиальное имя
Aspergillus carneus
(Тигем) Блохвиц 1933[1]
Тип штамма
ATCC 16798, CBS 494.65, IMI 135818, NRRL 527, QM 7401, Thom 5740.4, WB 527[2]
Синонимы
  • Sterigmatocystis carnea Тиег. (1877)
  • Aspergillus aureofulgens Луппи Моска (1973)

Aspergillus carneus это быстрорастущий нитчатый гриб, обнаруживаемый на детрите и плодородных почвах по всему миру.[3] Он отличается желтым, толстостенным гифы и двухрядный стеригматы.[3] Грибок производит цитринин[4] и 5 уникальных депсипептидов, аспергиллицины A-E.[5]

История и таксономия

Первоначально гриб был выделен ван Тигхемом в 1877 году из образца почвы на Яве, где он был назван Sterigmatocystis carnea.[6] Эпитет Carnea произошло от латинского, означающего «телесного цвета».[7] Позднее гриб был описан Сартори, Сартори и Мейером в 1930 году под вероятным синонимом Sterigmatocystis albo-rosea, поскольку они ошибочно полагали, что это новый вид.[3] Однако род Стеригматоцист теперь устарело.[8] В 1933 году гриб переименовали. Aspergillus carneus Блохвицем, потому что он считал, что первоначальное описание ван Тигема неадекватно.[6] Таким образом, хотя некоторые авторы ошибочно приписывают его ван Тигхему, эпитет карнеус используемый в настоящее время, первоначально был придуман Блохвицем.[6]

Классификация A. carneus в разделе Terrei или раздел Флавипеды (2 близкородственные группы, принадлежащие к Аспергиллы подрод Terrei) оспаривается.[9][10] Первоначально классификации основывались на морфологическом исследовании.[3] A. carneus был впервые помещен в раздел Terrei, вместе с Aspergillus terreus и Aspergillus niveaThom and Raper (1945) из-за прозрачных алевриоконидий.[3][9] В 1965 г. A. carneus был реклассифицирован в Аспергиллы раздел Флавипеды, вместе с A. flavipes и A. nivea, Рапером и Феннеллом, потому что это конидиальный головы были менее столбчатыми, чем у A. terreus и его уникальные толстостенные желтые гифы.[3] Эта таксономическая дискуссия решалась с использованием современных молекулярно-генетических методов по мере их появления.[10] В 2000 г. секвенирование области D1 / D2 гена 28S рибосомной РНК показало, что первоначальная классификация Тома и Рапера (1945 г.) A. carneus в Аспергиллы раздел Terrei[3] вероятно было правильно.[10] Однако Варга и другие. (2005) повторно исследовали 3 изолята A. carneus из США и Гаити путем секвенирования грибка внутренняя расшифрованная прокладка область гена и проведение случайная амплифицированная полиморфная ДНК анализ.[10] Их работа показала, что A. flavipes, A. terreus и A. carneus виды были в равной степени родственны, что делало различия между секциями Terrei и Флавипеды устаревший.[10] Они рекомендовали объединить оба раздела в ожидании дальнейших подтверждающих генетических анализов.[10] Однако по состоянию на 2016 год A. carneus продолжает считаться членом секции Terreiвместе с 15 другими представителями рода Аспергиллы.[11]

Рост и физиология

Рост A. carneus умеренный при 24–26 ° C и оптимальный при 41–42 ° C.[6] Гриб не может расти при температуре ниже 6-7 ° C или выше 46-48 ° C.[6] Колонии A. carneus быстро растут, достигая 4–5 см в диаметре за 2 недели на Чапек средний.[3] Нормальный рост также происходит на средах, содержащих 1% декстрана, и рост устойчив к низким водным потенциалам и высоким концентрациям солей.[6] На агаре с солодовым экстрактом нарушается рост[3] и среды, в которых не хватает важных макроэлементов грибов.[12] На средах без серы, калия или магния рост уменьшается вдвое.[12] Рост незначителен, но присутствует на средах с дефицитом азота или фосфора.[12] Это наблюдение легкой устойчивости к дефициту азота или фосфора связано либо с загрязнением среды, либо со способностью A. carneus использовать атмосферные источники этих питательных веществ для роста.[12] Гриб также устойчив к тяжелый металл токсичность.[6][12] Рост подавляется, но присутствует после инокуляции кобальтом, свинцом, никелем, цинком или кадмием в концентрациях от 100 до 300 мг / л.[12] Рост не происходит при концентрациях тяжелых металлов, превышающих 500 мг / л.[12] Кобальт и кадмий наиболее токсичны для A. carneus, а свинец меньше всего влияет на рост.[12]

A. carneus известно, что производит цитринин, вторичный метаболит и микотоксин характеризуется своим гепатотоксичность, нефротоксичность и цитотоксичность.[4] Склерин, соединение, которое стимулирует рост растений, и дигидроцитринон, метаболит цитринина, также были выделены из образцов гриба.[13] Кроме того, A. carneus может характеризоваться производством новых вторичных метаболитов карнеамидов A-C, карнехиназолинов A-C и арил C-гликозида.[14]

Морфология

На агаре Чапека, A. carneus В начале развития колонии кажутся белыми, с возрастом переходящие в различные оттенки темно-красного, коричневато-красного или желтого.[3][15] Грибок производит конидиеносцы (250-400 мкм), гладкие и коричневые, желтые или бесцветные.[3] Конидии гладкие, непигментированные, примерно сферические, диаметром 2,4-2,8 мкм.[3] Головки конидий имеют столбчатую форму (150-200 мкм x 25-35 мкм) и первоначально белые, а в более старых культурах выглядят бледно-розовыми или коричневыми.[3] Пузырьки бывают шаровидными, субшаровидными или полушаровидными.[3] Стеригматы двухрядные, а гифы обычно толстостенные.[3] Может возникать нерегулярное ветвление гиф.[3] Экссудат может отсутствовать или присутствовать в виде коричневых капелек с сильным запахом.[3]

Морфология A. carneus варьируется в зависимости от среды роста или экологической среды обитания, что затрудняет идентификацию.[15] Выращенный на агаре с солодовым экстрактом, A. carneus проявляет увеличенное споровообразование, более темную пигментацию и более крупные конидиальные головки.[3] В остальном его морфология соответствует описанию выше.[3] Уникальный штамм A. carneus без уникальных желтых толстостенных гиф был изолирован в Арканзасе.[3] Его внешний вид был бледно-серо-коричневым.[3] Кроме того, культура A. carneus происходит от эстуарий отложения в Тасмании характеризовались коричневым мицелий, что указывает на то, что морфологическая дивергенция деформации могла иметь место в морской среде.[5]

Среда обитания и экология

A. carneus это в первую очередь почвенный гриб, преимущественно колонизирующий тропический и субтропический земные среды.[6] Он также встречается во всем мире.[6] Грибок обитает щелочной, плодородные почвы и разлагающаяся растительность.[6] A. carneus был изолирован из почв Азии, Гавайев, Северной Африки, Южной Америки, Кувейта и южной Европы.[6] Гриб заселяет ряд мест обитания, в том числе: подзолистый леса тик леса и мангровые болота.[6] Он также был найден в лесные питомники в Северной Америке и Восточной Европе.[6] Редко сообщается, что он растет на пшенице и диких пчелах.[6] A. carneus был также выделен из микобиотий морских водорослей. Ламинария сахалинская в России[14] и из эстуарных отложений в Австралии,[5] демонстрируя свой потенциал колонизации водных организмов и окружающей среды.

Промышленное и медицинское применение

A. carneus вносит свой вклад как в медицину, так и в промышленность, часто одновременно. Грибок производит уникальный щелочной липаза (Aspergillus carneus липаза) с высокими значениями pH и температурной устойчивости, 1,3-региоселективность, стабильность в органических растворители и свойства этерификации и переэтерификации.[16] Липаза гидролизует различные масла и триглицериды, особенно подсолнечное масло.[16] Он также является внеклеточным, что улучшает выход при очистке и устойчив к ингибированию пропионат натрия, обычный пищевой консервант.[16] Никакая другая известная грибковая липаза не проявляет такого точного сочетания способностей, что делает ее многообещающим катализатором для промышленных процессов, включая синтез фармацевтических препаратов, сельскохозяйственных химикатов, молочных продуктов и детергентов.[17] Среды, содержащие глюкозу, подсолнечное масло, азот и фосфор, могут использоваться для максимального увеличения выхода липазы из A. carneus.[17] В Aspegillus carneus липаза также способна производить синтетические растения полифенолы через деактилирование,[18] соединения, которые могут защитить от окислительное повреждение при нейродегенеративных заболеваниях человека.[19]

A. carneus также производит цистатионин-γ-лиаза (CGL), фермент, катализирующий распад L-цистатионин, промежуточное соединение синтеза цистеина человека.[20] Избыток L-цистатионина из-за дефицита CGL (цистатионинурия ) связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями,[21] сахарный диабет[22] и кистозный фиброз.[23] Таким образом, грибковый CGL может иметь терапевтический потенциал в качестве заменителя человеческого CGL.[20] Активность CGL, выделенного из A. carneus максимальна при 40 ° C и слегка щелочном pH (8-9).[20] Он также не токсичен и коррелирует со снижением концентрации L-цистатионина в крови у кроликов, что является предварительным показателем безопасности и терапевтической эффективности. in vivo.[20]

A. carneus выделяет низкий молекулярный вес ксиланаза который гидролизует гетероксилан, компонент клеточной стенки растений.[24] Деятельность A. carneus ксиланаза стабильна в широком диапазоне pH (3-10),[24] но оптимизирован при кислом pH и 60 ° C.[25] Фермент очень специфичен к недорогим сельскохозяйственным отходам, особенно к кукурузным початкам и шелухе коба, которые он может разлагать на ксилоолигосахариды.[25] Ксилоолигосахариды могут использоваться в качестве пищевых добавок, компонентов кормов для животных и пребиотики.[26] A. carneus также производит термостабильный пектиназа, которые можно использовать для разложения апельсиновой корки и отходов мякоти, особенно в египетской индустрии апельсинового сока.[27]

A. carneus производит известный грибной метаболит маркфортин A, а также 5 новых депсипептидов, аспергиллицины A – E.[5] Маркфортин А является паралитическим нематоцидным агентом, который также активен против коммерчески значимых паразитов жвачных животных. Haemonchus contortus.[5] Аспергиллицины проявляют умеренную цитотоксическую активность.[5] A. carneus продуцирует другие цитотоксические соединения, включая стеригматоцистин, изопропилхетоминин и астельтоксин E, которые обладают высокой активностью против мышей лимфома линия клеток L5178Y и может иметь терапевтический потенциал в качестве противораковых агентов.[28]

Роль в болезни

Болезнь человека

A. carneus нечасто патоген человека. Однако в 2 из 9 случаев распространения аспергиллез в когорте чешских пациентов, которых первоначально относили к Кандидоз аспергилл, было установлено, что вместо этого были вызваны A. carneus.[29] Наличие A. carneus в клинических изолятах от этих пациентов подтверждалось с помощью секвенирования генов β-тубулина и кальмодулина в дополнение к области внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS) рибосомная ДНК.[29] A. carneus также был замешан в деле аппендицит у 6-летнего румынского мальчика с острый миелоидный лейкоз и нейтропения.[30] Резецированный аппендикс пациента был окружен гифами, которые проникли внутрь тканей кровеносных сосудов.[30] Возбудителем инфекции оказался A. carneus с использованием геномного секвенирования области ITS.[30] Пациент успешно прошел курс лечения аппендэктомия процедура и триазол противогрибковый вориконазол, с последующим флуконазол лечение до исчезновения нейтропении.[30] Грибок также был восприимчив к противогрибковым препаратам. амфотерицин B, итраконазол и позаконазол.[30]

A. carneus также был причастен к 2 случаям аспергиллеза легких человека в с ослабленным иммунитетом пациенты.[31] Фрагменты A. carneus гифы и алевриоспоры были выявлены у одного пациента. мокрота при вскрытии путем морфологического исследования.[31]

Болезнь животных

В редких случаях грибок также может быть признан виновником болезней животных. Зерновые и бобовые культуры, заселенные A. carneus токсичны для утят.[6] Кроме того, мышам дикого типа вводили A. carneus конидии (105) развиваются церебральный аспергиллез и атаксия через 2–10 дней.[31] Прививка кортикостерон (10 мг) снижает порог появления неврологических симптомов (до 104 конидии), что указывает на то, что подавление иммунитета может повысить уязвимость к A. carneus инфекционное заболевание.[31]

Рекомендации

  1. ^ «Aspergillus carneus». www.mycobank.org.
  2. ^ «Aspergillus carneus». www.uniprot.org.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты Рапер, К. Б. (1977). Род aspergillus. Роберт Э. Кригер. ISBN  0882751093. OCLC  708561337.
  4. ^ а б Кулиг, Борна; Беварди, Мартина; Боснир, Ясна; Сердар, Соня; Ласич, Дарио; Рац, Александар; Галич, Антония; Кухарич, Зелька (2017-04-01). «Присутствие цитринина в зернах и его возможные последствия для здоровья». Африканский журнал традиционных, дополнительных и альтернативных лекарственных средств. 14 (3): 22–30. Дои:10.21010 / ajtcam.v14i3.3. ЧВК  5412229. PMID  28480413.
  5. ^ а б c d е ж Capon, Роберт Дж .; Скин, Колин; Стюарт, Майкл; Форд, Джоанн; О'Хэр, Ричард А. Дж .; Уильямс, Лейша; Лейси, Эрнест; Гилл, Дженнифер Х .; Хейланд, Кирстин; Фридель, Томас (28 мая 2003 г.). «Аспергиллицины A – E: пять новых депсипептидов морского грибка Aspergillus carneus». Органическая и биомолекулярная химия. 1 (11): 1856–1862. Дои:10.1039 / B302306K. ISSN  1477-0539. PMID  12945765.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Domsch, K.H .; Гамс, Уолтер; Андерсен, Трауте-Хайди (1980). Компендиум почвенных грибов (2-е изд.). Лондон, Великобритания: Academic Press. ISBN  9780122204029.
  7. ^ Симпсон, Д. П. (1968). Новый латинский словарь Кассела. Funk & Wagnalls. OCLC  658079317.
  8. ^ https://drfungus.org/knowledge-base/sterigmatocystis/
  9. ^ а б Aspergillus: молекулярная биология и геномика. Мачида, Масаюки, Гоми, Кацуя. Уаймондем, Норфолк, Великобритания: Caister Academic. 2010 г. ISBN  9781904455530. OCLC  317114602.CS1 maint: другие (связь)
  10. ^ а б c d е ж Варга, Янош; Тот, Бета; Кочубе, Шандор; Фаркаш, Балаж; Сакач, Дьёрдь; Терен, Йожеф; Козакевич, Зофия (2005). «Эволюционные взаимоотношения между изолятами Aspergillus terreus и их родственниками». Антони ван Левенгук. 88 (2): 141–150. Дои:10.1007 / s10482-005-3870-6. ISSN  0003-6072. PMID  16096690.
  11. ^ Arzanlou, M .; Samadi, R .; Frisvad, J.C .; Houbraken, J .; Госта Ю. (2016). «Два новых вида Aspergillus из гиперсоленых почв национального парка озера Урмия, Иран». Микологический прогресс. 15 (10–11): 1081–1092. Дои:10.1007 / s11557-016-1230-8. ISSN  1617-416X.
  12. ^ а б c d е ж грамм час Мусульманин, М. А .; Парвез, С. (1992). «Эффективность тяжелых металлов и дефицита минералов на росте Aspergillus carneus и A. ellipticus, выделенных из лекарственного растения Citrullus colocynthis из Саудовской Аравии / Wirkung von Schwermetallen und Nährstoffmangel auf das Wachstum von Aspergillus carneus und A.Ellipticus. в Саудовской Аравии ". Zeitschrift für Pflanzenkrankheiten und Pflanzenschutz / Журнал болезней растений и защиты растений. 99 (6): 647–652. ISSN  0340-8159. JSTOR  43386121.
  13. ^ Chien, M. M .; Schiff, P. L .; Слаткин, Д. Дж .; Кнапп, Дж. Э. (1977). «Метаболиты аспергилл. III. Выделение цитринина, дигидроцитринона и склерина из aspergilus carneus». Ллойдия. 40 (3): 301–302. ISSN  0024-5461. PMID  895388.
  14. ^ а б Журавлева, Олеся И .; Афиятуллов, Шамиль Ш .; Денисенко, Владимир А .; Ермакова, Светлана П .; Слинкина Наталья Н .; Дмитренок, Павел С .; Ким Наталья Ю. (2012-08-01). «Вторичные метаболиты морского грибка Aspergillus carneus Blochwitz». Фитохимия. 80: 123–131. Дои:10.1016 / j.phytochem.2012.05.008. ISSN  0031-9422. PMID  22658281.
  15. ^ а б Эль-Сайед, Ашраф С .; Khalaf, Salwa A .; Абдель-Хамид, Гамаль; Эль-Батрик, Мохамед И. (2015). «Скрининг, морфологическая и молекулярная характеристика грибов, продуцирующих цистатионин-γ-лиазу» (PDF). Acta Biologica Hungarica. 66 (1): 119–132. Дои:10.1556 / ABiol.66.2015.1.10. ISSN  0236-5383. PMID  25740443.
  16. ^ а б c Saxena, R.K; Дэвидсон, W. S; Шеоран, Анита; Гири, Бхупандер (31 октября 2003 г.). «Очистка и характеристика щелочной термостабильной липазы из Aspergillus carneus». Биохимия процесса. 39 (2): 239–247. Дои:10.1016 / S0032-9592 (03) 00068-2. ISSN  1359-5113.
  17. ^ а б Кошик, Рекха; Саран, Саураб; Изар, Жасмин; Саксена, Р. К. (01.06.2006). «Статистическая оптимизация компонентов среды и условий роста с помощью методологии поверхности отклика для увеличения продукции липазы Aspergillus carneus». Журнал молекулярного катализа B: Ферментативный. Синтез, тестирование и фармакологическое применение ингибиторов липолитических ферментов. 40 (3): 121–126. Дои:10.1016 / j.molcatb.2006.02.019. ISSN  1381-1177.
  18. ^ Parmar, Virinder S .; Кумар, Аджай; Пунам; Pati, Hari N .; Saxena, Rajendra K .; Дэвидсон, Шиба; Гупта, Рани (1998-09-08). «Возможное использование новой липазы из Aspergillus carneus в реакциях деацетилирования». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология. 1387 (1): 325–330. Дои:10.1016 / S0167-4838 (98) 00148-4. ISSN  0167-4838. PMID  9748644.
  19. ^ Панди, Канти Бхошан; Ризви, Сайед Ибрагим (2009). «Полифенолы растений как диетические антиоксиданты при здоровье и болезнях человека». Окислительная медицина и клеточное долголетие. 2 (5): 270–278. Дои:10.4161 / oxim.2.5.9498. ISSN  1942-0900. ЧВК  2835915. PMID  20716914.
  20. ^ а б c d Эль-Сайед, Ашраф С.А .; Yassin, Marwa A .; Khalaf, Salwa A .; Эль-Батрик, Мохамед; Али, Гуль Шад; Эсенер, Садик (2015). «Биохимические и фармакокинетические свойства пегилированной цистатионин-γ-лиазы из Aspergillus carneus KF723837». Журнал молекулярной микробиологии и биотехнологии. 25 (5): 301–310. Дои:10.1159/000437331. ISSN  1660-2412. PMID  26316161.
  21. ^ Kraus, J.P. Hasek, J. Kozich, V. Collard, R. Venezia, S. Janosikova, B. Wang, J. Stabler, S.P. Allen, R.H. Jakobs, C.A.J.M. Финн, К. Чиен, Ю. Hwu, W.L. Гегеле, Р.А. Мадд, С. (2009). Цистатионин гамма-лиаза: клинические, метаболические, генетические и структурные исследования. OCLC  1085418352.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  22. ^ Мани, Саратхи; Ян, Гуандун; Ван, Руи (2011). «Важнейшая жизнеобеспечивающая роль цистатионин-γ-лиазы в отсутствие поступления цистеина с пищей». Свободная радикальная биология и медицина. 50 (10): 1280–1287. Дои:10.1016 / j.freeradbiomed.2011.01.038. ISSN  0891-5849. PMID  21310231.
  23. ^ Endres, W .; Вуттге, Б. (1978). «Возникновение вторичной цистатионинурии у детей с наследственными нарушениями обмена веществ, заболеваниями печени, новообразованиями, муковисцидозом и глютеновой болезнью». Европейский журнал педиатрии. 129 (1): 29–35. Дои:10.1007 / bf00441371. ISSN  0340-6199. PMID  210019.
  24. ^ а б Фанг, Синь-Ю; Чанг, Шин-Мин; Лань, Ченг-Ханг; Фанг, Тони Дж. (01.01.2008). «Очистка и характеристика ксиланазы из Aspergillus carneus M34 и ее потенциальное использование в препаратах фотозащитных средств». Биохимия процесса. 43 (1): 49–55. Дои:10.1016 / j.procbio.2007.10.015. ISSN  1359-5113.
  25. ^ а б Фанг, Синь Юй; Чанг, Шин Мин; Се, Мэн Чоу; Фанг, Тони Дж. (16 ноября 2007 г.). «Производство, оптимизация условий роста и свойств ксиланазы из Aspergillus carneus M34». Журнал молекулярного катализа B: Ферментативный. 49 (1): 36–42. Дои:10.1016 / j.molcatb.2007.08.002. ISSN  1381-1177.
  26. ^ Васкес, М. Дж; Алонсо, Дж. Л; Domınguez, H; Параджо, Дж. К. (2000-11-01). «Ксилоолигосахариды: производство и применение». Тенденции в пищевой науке и технологиях. 11 (11): 387–393. Дои:10.1016 / S0924-2244 (01) 00031-0. ISSN  0924-2244.
  27. ^ El-Sheekh, Mostafa M .; Ismail, Abdel-mohsen S .; Эль-Абд, Мустафа А .; Hegazy, Eman M .; Эль-Дивани, Ахмед И. (01.01.2009). «Эффективные технологические пектиназы Aspergillus carneus NRC1 с использованием отходов египетской промышленности апельсинового сока». Международный биодестерирование и биоразложение. 63 (1): 12–18. Дои:10.1016 / j.ibiod.2008.06.002. ISSN  0964-8305.
  28. ^ Озкая, Ферхат Джан; Эбрахим, Виам; Эль-Некети, Мона; Tansel Tanrıkul, T .; Кальшойер, Райнер; Мюллер, Вернер Э. Г .; Го, Чжиюн; Дзо, Кун; Лю, Чжэнь; Прокщ, Петр (01.11.2018). «Индукция новых метаболитов из губчатого гриба Aspergillus carneus с помощью подхода OSMAC». Фитотерапия. 131: 9–14. Дои:10.1016 / j.fitote.2018.10.008. ISSN  0367-326X. PMID  30312652.
  29. ^ а б Губка, В .; Лыскова, П .; Frisvad, J.C .; Peterson, S.W .; Скорепова, М .; Коларик, М. (20.06.2014). «Aspergillus pragensis sp. Nov., Обнаруженный в ходе молекулярной переидентификации клинических изолятов, принадлежащих к секции Candidi Aspergillus». Медицинская микология. 52 (6): 565–576. Дои:10.1093 / mmy / myu022. ISSN  1369-3786. PMID  24951723.
  30. ^ а б c d е Декабрино, Нунция; Зекка, Марко; Торторано, Анна Мария; Менджоне, Франческа; Лаллитто, Фабиола; Интроцци, Франческа; Бергами, Елена; Мароне, Пьеро; Тамароцци, Франческа; Каванна, Катерина (2016). «Острый изолированный аппендицит, вызванный Aspergillus carneus, у ребенка с нейтропенией и острым миелоидным лейкозом». Новая микробиология. 39 (1): 65–69. ISSN  1121-7138. PMID  26922988.
  31. ^ а б c d Pore, R.S .; Ларш, Х.В. (1968). «Экспериментальная патология видов Aspergillus terreus-flavipesgroup». Медицинская микология. 6 (2): 89–93. Дои:10.1080/00362176885190171. ISSN  1369-3786.