МЕЛАНИНЫ У ОПАКО(ФЕО) ГИФОМИЦЕТОВ - ПАТОГЕНОВ И САПРОБОВ (MELANINES IN OPACO(PHAEO) HYPHOMYCETES - PATHOGENS AND SAPROBES)

Елинов Н.П.
Yelinov N.P.

Author address: 

НИИ медицинской микологии им. П.Н. Кашкина, ГОУ ДПО СПб МАПО, Санкт-Петербург, Россия
Kashkin Research Institute of Medical Mycology, SEI APE SPb MAPE, Saint Petersburg, Russia

Abstract: 

МЕЛАНИН [от греч. |іг|Мс; (|ir|Aayoc;) - чёрный] -обычно чёрный или тёмно-коричневый пигмент, образующийся у представителей разных микроорганизмов, растений, животных. Фенолоксидазы - ферменты, катализирующие реакции биосинтеза тёмных пигментов, называемых меланинами. К сожалению, до сих пор ещё не установлены окончательно химические структуры этих соединений при достаточно широком их использовании на практике.

Меланины - нерастворимые полимерные пигменты (чёрные, коричневые и красные), синтезирующиеся из фенольных соединений. Их подразделяют на эумеланины -    чёрные тирозиновые полимеры у животных; феомела-нины - жёлтые и красные тирозиновые полимеры волос животных и перьев птиц; алломеланины - чёрные безазо-тистые, чаще — пирокатехиновые, пигменты растений и микроорганизмов. Меланины обычно связаны с белками (меланопротеины) или с гликопротеинами (меланоглико-протеины). Части молекул меланинов включают преимущественно остатки 5,6 - индолхинона и пирокатехина.

С давних пор известны пигментированные в разные цвета макро- и микромицеты. Наиболее распространёнными пигментами являются каротины, ксантофиллы и меланины. Ксантофиллы - это кислородсодержащие аналоги каротинов. p-Каротины имеются, например, у Rhodotorula spp., а виолаксантин - в мембране тилакоидов цианобактерий в форме эпоксида, где он синтезируется при каталитическом действии фермента зеаксантин-эпоксидазы.

Химическое строение меланинов окончательно пока не установлено, однако усреднённая брутто-формула предложена - С77Н98О33Ы!^. В меланине выявлены неспаренные электроны, что придаёт ему свойства стабильных свободных радикалов. С этим связывают защитные функции меланина от УФЛ («ультрафиолетовый фильтр») и как антиоксиданта.

Меланины, наряду с ферментами супероксиддис-мутазой (СОД), каталазой и пероксидазами, обладают функцией протекторов от кислородных радикалов (О2.-) и синглетного кислорода (..О2), являющихся сильными окислителями. Без меланинов образующие их клетки быстро погибли бы. К меланинсодержащим опако(фео)-гифомицетам относят следующие роды грибов — преимущественно микромицетов: Alternaria, Aureobasidium, Bipolaris, Botrytis, Cladophialophora, Curvularia, Epicoccum, Exerohilum, Exophiala, Fonsecaea, Graphium, Hormoconis, Myceliophthora, Nigrospora, Phaeoannelomyces, Pithomyces, Scedosporium, Stachybotrys, Stemphylium, Ulocladium, Wangiella и др. Отметим, что на определённых питательных средах некоторе гиалогифомицеты могут приобретать тёмную окраску, связанную с образованием тёмных пигментов (например, Aspergillus niger, Cryptococcus neoformans и др.).

Меланин - «защитник» кожи человека от УФЛ - он задерживает более 90% ультрафиолетового излучения (УФИ). К УФЛ относят лучи с длиной волны 10-9м, или 0,001 мкм (более длинноволновое излучение относят к видимому свету). УФИ подразделяют на три области с интервалами:

1.    от 315 нм до 400 нм - область А «мягкого и ближнего УФИ»; 2. от 280 нм до 315 нм — область В «среднего УФИ» и 3. от 100 нм до 280 нм — область С «жёсткого или дальнего УФИ (от искусственных УФ-источников). Любое нагретое твёрдое тело излучает непрерывный спектр электромагнитных волн, включая УФЛ, и это излучение зависит от температуры твёрдого тела. Эффективный способ получения УФЛ - это возбуждение электрического разряда в газах и парах. При этом получают линейный спектр, тогда как от раскалённых тел (с температурой > 1600 оС) возникает сплошной спектр, относящийся преимущественно к видимой и инфракрасной областям спектра, а на УФ-спектр приходится порядка 0,1% излучения.

В последние годы всё чаще высказывают мысль о меланинах как факторах агрессии (вирулентности ) болезнетворных грибов. Были изучены меланины, полученные в результате биосинтеза и меланины, синтезированные химически in vitro при окислении тироксина пероксидом водорода; использовали метод комбинационного светорассеяния на Раман-спектрометре «D1LOR Z - 24». Спектры возбуждались с помощью аргонового лазера «Spectra -Physics 2020». Использовали линию 514,5 нм. По совокупности накопленных данных показано, что в спектрах вышеназванных меланинов устойчиво дифференцировались их различные первичные структуры. Авторы предполагают, что вирулентность меланин-содержащих грибов, очевидно, следует рассматривать результатом высокой адаптивной способности этих микромицетов.

При изучении влияния малых доз радиации на активность полифенолоксидазы (ПФО) и тирозиназы (Тир) Hormiscium resinae (штаммы 61 и 801) Т.И. Тугай, Н.Н. Ждановой и др. (2006 г.) обнаружены заметные изменения активности ПФО и Тир у нзванных штаммов, и это зависело от фазы роста гриба и наличия у штаммов радиоадаптаци-онных способностей. Радиационное облучение активировало синтез меланина, особенно - у изолятов из объекта «Укрытие» (Украина). Меланины обладают радиопротек-торными свойствами.

С помощью меланинов происходит поглощение той части световой энергии, которая необходима для нормальной жизнедеятельности организма. Излишнюю часть лучистой энергии Солнца меланины задерживают и отражают. УФЛ, ионизирующая радиация, аскорбиновая кислота, соединения висмута, мышьяка и серебра стимулируют образование меланина.

Под воздействием УФ-облучения происходит повышение ДНК-полимеразной и ДНК-лигазной активностей меланин-содержащих грибов (С.П. Сидорик и др. 1994).

Результатом УФ-облучения меланина является его деполимеризация, и, как результат этого, происходит снижение фотозащитной и антирадикальной способностей пигмента. С этими изменениями сопряжены деструктивные процессы, сопровождающиеся появлением в среде низкомолекулярных флуоресцирующих соединений. При УФ-облучении в клетке аккумулируются супероксид-анионы -минорная часть супероксида может восстанавливаться ги-дрохиноновыми группами эумеланинов до пероксида водорода - вторичного продукта супероксид-аниона. В этой связи отмечу работу, выполненную в нашем институте по оценке устройства «Тимсон» (УПОО) для обработки обуви, искусственно контаминированной (105 клеток) грибами -    патогенами, условными патогенами и сапробами (всего около 20 штаммов). Устройство содержит УФ-лампы с длиной волны 315- 405 нм (область А «мягкого и ближнего» УФИ и нагреватель, обеспечивающий локальную температуру 50о — 60 оС. Экспозиция устройства в контаминированной обуви составляла 8-12 часов. Испытанное устройство в отношении разнокачественных культур ми-кромицетов оказалось достаточно эффективным и может быть рекомендовано для практического использования больными с микозами стоп. В докладе будут затронуты и другие проблемы использования меланинов из тёмноокра-шенных грибов.
 

2009

Full conference title: 

RUSSIAN-CHINESE SCIENTIFIC-PRACTICAL CONFERENCE ON MEDICAL MICROBIOLOGY AND CLINICAL MYCOLOGY (XII KASHKIN READING)
    • All Russian CMMCM XII