WikiDer > Cunninghamella echinulata

Cunninghamella echinulata

Cunninghamella echinulata
Cunninghamella echinulata UAMH11661.jpg
Научная классификация
Королевство:
Грибы
Тип:
Мукоромикота
Учебный класс:
Мукоромикотина
Заказ:
Mucorales
Семья:
Cunninghamellaceae
Род:
Каннингхамелла
Разновидность:
C. echinulata
Биномиальное имя
Cunninghamella echinulata
(Thaxt.) Thaxt. бывший Blakeslee (1905)
Подвиды

Cunninghamella echinulata var. Антарктида
Cunninghamella echinulata var. эхинулата
Cunninghamella echinulata var. узелковый
Cunninghamella echinulata var. вертициллята

Синонимы

Cunninghamella echinulata является разновидностью грибов в роду Каннингхамелла.[1] Это бесполым путем размножающий грибок и мезофил, предпочитая промежуточные диапазоны температур.[1][2] C. echinulata является обычным загрязнителем воздуха,[3] и в настоящее время представляет интерес для биотехнологической промышленности из-за своей способности синтезировать γ-линоленовая кислота[4] а также его способность биоконцентрировать металлы.[5] Этот вид - почва сапротроф что образует ризоиды,[3] предпочитая почвы, обогащенные азот, фосфор и калий.[2] Иногда сообщалось о возбудителе мукормикоза после вдыхания спор грибов.[6] Агар Чапека является подходящей питательной средой для размножения C. echinulata.[7]

Таксономия, рост и морфология

Cunninghamella echinulata является членом семьи, Cunninghamellaceae (тип Mucoromycota).[1][8] Этот вид близок к C. elegans, и оба вида имеют очень похожие характеристики роста и морфологии. Колонии, как правило, быстро растут на большинстве питательных сред, образуя плотный белый или сероватый воздушный мицелий.[9] Cunninghamella echinulata размножается бесполым путем и исключительно с помощью желто-коричневых колючих спорангиолей с одинарными спорами, которые из-за природы спорангиоспор, удерживаемых внутри спорангия, по-видимому, имеют двухслойную внешнюю стенку.[1][10][11] Этот грибок растет с помощью нитей, в которых отсутствуют септа.[6][12] Это обычная особенность членов Mucoromycota, у которых отделы гиф либо полностью разделены перегородками, либо полностью непрерывны (ценоцитарный) и многоядерный. Зигоспоры этого гриба образуются только после слияния гаметангиев совместимых штаммов спаривания, что является примером гетероталлический система спаривания.[13] Спорангиофоры этого вида неравномерно разветвлены и не похожи на спорангиоспоры, типичные для большинства других представителей Mucoromycota, встречающихся в подобных местообитаниях.[13][9] Спорангиолы, продуцируемые этим грибом, больше по размеру (10–20 мкм), чем у близкородственных видов, C. elegans.[13]

Физиология

Cunninghamella echinulata и другие виды Cunninghamellaceae могут быть выборочно выращены на агаре с раствором Чапека,[7] собственность, уникальная для этой семьи Мукоралес. Однако, в зависимости от питательных веществ, которыми дополнен агар, разные среды могут изменять профиль окислительного метаболизма этого гриба.[14] Этот вид лучше растет на ацетате, чем на d-глюкозе.[2] Кроме того, при выращивании в жидкости культуры этого гриба можно стимулировать извне для увеличения потребления кислорода путем добавления 2% монтмориллонит или же каолинит.[2]

Хотя этот гриб является мезофильным (предпочитающим промежуточные температуры роста), он может расти при температуре от 6 ° C (43 ° F) до 45 ° C (113 ° F), хотя скорость роста вблизи крайних значений температурной устойчивости минимальна.[2][6] Оптимальная температура для развития зигоспор составляет от 25 ° C (77 ° F) до 35 ° C (95 ° F).[2] Этот вид имеет разные характеристики роста в зависимости от воздействия окружающей среды. На pH 5,5 грибок растет небольшими плотными гранулами;[14] но более типичный излучающий характер роста достигается при pH 8,0,[14] Присутствие индол-3-уксусной кислоты в питательной среде стимулирует линейный рост.[2]

При выращивании на среде, содержащей гидролизованные остатки томатов, этот гриб использует глюкозу для синтеза триацилглицерины (TAG) богатый GLA.[4] Этот гриб был исследован на предмет использования в производстве масел одноклеточных (SCO) и запасных липидов (таких как GLA).[15] C. echinulata также может избирательно поглощать и изолировать металлические загрязнители из загрязненных вод, что предполагает потенциальное использование для биоремедиации загрязненных вод.[5] Однако его роль в качестве возбудителя оппортунистических заболеваний может ограничивать его использование для восстановления окружающей среды. Cunninghamella echinulata способен расти на кожуре апельсина и усваивать углеводы в необходимые биомолекулы,[15] где ферментированная кожура не имеет заметного обесцвечивания или запаха.[15] Рост этого гриба на органическом азоте приводит к получению липидов, богатых γ-линоленовая кислота (GLA).[4] Наличие активной монооксигеназной системы позволяет этому виду осуществлять окислительное деметилирование и гидроксилирование.[2] Гриб обладает системой цитохрома p450, аналогичной системе человека, что делает его потенциально полезной моделью для изучения метаболизма лекарств, опосредованного печенью.[14]

Этот вид также способен стереоселективно биотрансформирует рац-мексилетин в гидроксиметилмексилетин (HMM) и p-гидроксимексилетин (PHM), два метаболита, которые также продуцируются у людей.[14] Cunninghamella echinulata выращивание в бульоне дрожжевого экстракта, среде с триптиказой сои или пептонном бульоне при pH 8 давало 0 мкг / мл продуктов распада в результате метаболизма рац-мексилетина.[14] Максимальное производство ТММ достигается в бульоне дрожжевого экстракта при pH 7,0.[14] Метаболическая активность снижается с увеличением pH до максимального значения 8,0.[14] При повышенном pH C. echinulata показывает преимущественное производство S-HMM по сравнению с R-HMM, два стереоизомеры, конкретно энантиомеры, компании HMM.[14] Чтобы достичь максимального количества GLA, Cunninghamella echinulata растет преимущественно на обедненных азотом средах с молярным соотношением C / N (углерод: азот), равным 169.[15]

Сообщается, что этот вид проявляет антибактериальные эффекты против Золотистый стафилококк и Сальмонелла тифа,[2] распространенные возбудители кожных инфекций и пищевых отравлений соответственно. Также известно, что он ингибирует рост корней у различных видов трав in vitro.[2] Не известно, что грибок производит микотоксины.[13]

Среда обитания и экология

Cunninghamella echinulata это сапротрофный житель почв в более теплых регионах мира, особенно в тех, которые обогащены удобрениями NPK (азотом, фосфором и калием).[1][2] Сообщалось как о возделываемых, так и на невозделываемых почвах.[9][16] в том числе почвы из теплиц и лесов[7] в средиземноморском и субтропическом поясах, но считается относительно редким в умеренных зонах.[9][13] Считается, что глубина почвы и pH не сильно влияют на ростовые свойства этого гриба in vivo.[2] Этот вид может вызывать гниение в таких продуктах питания, как Кольские орехи[13] и является обычным загрязнителем воздуха.[3] На нем могут паразитировать другие грибы, в том числе виды Пиптоцефалис,[12] и Trichoderma viride.[2] Кроме того, его рост ингибируется in vitro грибком, Memnoniella echinata.[2]

Болезнь человека

Заболевание, вызываемое этим грибком и другими видами Mucorales, называется мукормикоз характеризуется быстро прогрессирующим и деструктивно инвазивным заболеванием с относительно низкой выживаемостью.[6] Литература, описывающая этот агент у здоровых людей, отсутствует. Как следствие, этот вид считается исключительно оппортунистический патоген, поражающий людей с уже существующими заболеваниями. Люди с сопутствующими заболеваниями, такими как ВИЧ-инфекция и диабет, подвергаются повышенному риску мукормикоза.[6] Инфекции от C. echinulata считается, что они возникают в результате вдыхания спор грибов и не передаются.[6] Относительно немного историй болезни с участием C. echinulata доступны. Из них в одном прототипе 2005 года сообщалось о смертельной риноцеребральной инфекции у 15-летнего мальчика, страдающего острым лейкозом.[6] Биопсия инфицированной ткани носа показала признаки некроза и сосудистой инвазии.[6]

Cunninghamella echinulata, как и другие представители рода, проявляют сильную устойчивость к противогрибковым полиен, амфотерицин B с MIC (Минимальная ингибирующая концентрация) от 4 до 16 мкг / мл, которая варьируется в зависимости от штамма.[6] Штаммы C. echinulata также проявляют большую толерантность к итраконазолу и позаконазолу, чем другие члены Mucorales.[6] Противогрибковое средство тербинафин, обычно применяемое для лечения инфекций ногтей и кожи, показывает относительно низкую MIC от 0,06 до 0,125 мкг / мл.[6]

Биотехнологии

Его обычно выращивают из-за способности производить GLA,[4] предпочтительно синтезировать R-PHM и S-HMM.[14] Грибок способен синтезировать γ-линоленовая кислота.[4] Он также обладает способностью биоабсорбировать металлы, причем о самых высоких уровнях биоабсорбции сообщается через 5-15 минут после контакта с металлами.[5] Добавление NaOH к этому грибку до того, как он биоабсорбирует металлы, увеличивает поглощение Pb, Cu и Zn.[5] Эти скорости поглощения, по-видимому, также зависят от pH, где при pH 7,1 Zn был наиболее сильно поглощаемым металлом,[5] при pH 4 Pb был наиболее абсорбируемым металлом.[5] а при pH 5 Cu была наиболее сильно абсорбируемым металлом.[5] Cunninghamella echinulata был использован для преобразования кортексолон к гидрокортизон.[17] Гидроксилирование из оксид бифенила изучался в C. echinulata.[18]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Вебстер, Джон (1980). Введение в грибки. Кембридж: издательство Кембриджского университета. стр.230. ISBN 0 521 22888 3.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Домш, Гамс, Хайди-Андерсон, К.Х., В., Трауте (1980). Сборник почвенных грибов (Том I). Академическая пресса. п. 238.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  3. ^ а б c Скиннер, Чарльз (1947). Плесень, дрожжи и актиномицеты. Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. п. 92.
  4. ^ а б c d е Де-Вэй, Ли (2016). Биология микрогрибов. Springer. п. 555. ISBN 9783319291376.
  5. ^ а б c d е ж грамм Эль-Морси, Эль-Сайед М. (01.12.2016). «Cunninghamella echinulata - новый биосорбент ионов металлов из загрязненных вод Египта». Микология. 96 (6): 1183–1189. Дои:10.2307/3762133. ISSN 0027-5514. JSTOR 3762133. PMID 21148940.
  6. ^ а б c d е ж грамм час я j k LeBlanc, Роберт Э .; Мериден, Зина; Sutton, Deanna A .; Томпсон, Элизабет Х .; Неофитос, Дионисий; Чжан, Шон X. (1 августа 2013 г.). «Cunninghamella echinulata, вызывающая смертельный инвазивный грибковый синусит». Диагностическая микробиология и инфекционные болезни. 76 (4): 506–509. Дои:10.1016 / j.diagmicrobio.2013.03.009. ISSN 1879-0070. PMID 23602784.
  7. ^ а б c Руководство по микологии. Сиэтл и Лондон: Вашингтонский университет прессы. 1974. С.94, 96, 97. ISBN 0 295 95313 6.
  8. ^ Хоукер, Лилиан (1966). Грибы. Лондон: библиотека университета Хатчинсона. п. 76.
  9. ^ а б c d Л. О. Доннелл, Керри (1979). Зигомицеты в культуре. Отделение ботаники Университета Джорджии. п. 236.
  10. ^ Хан (1975). «Структура стенок и прорастание спор у Cunninghamella echinulata». Журнал общей микробиологии. 90: 115–124. Дои:10.1099/00221287-90-1-115.
  11. ^ Ватанабэ, Цунео (2010). Пикторальный атлас почвенных и семенных грибов. Нью-Йорк: CRC press. п. 69.
  12. ^ а б Гвинн-Воан, Барнс, H.C.I, Б. (1927). Строение и развитие грибов. Нью-Йорк: компания Macmillan. С. 115, 116.
  13. ^ а б c d е ж Питт, Хокинг, Джон, Эйлса (1999). Грибы и порча пищевых продуктов (2-е издание). Springer. С. 178–180. ISBN 978-0-387-92206-5.
  14. ^ а б c d е ж грамм час я j Freitag, D.G; Фостер, Р. Т; Coutts, R.T; Пикард, М. А; Пастто, Ф. М. (1997). «Стереоселективный метаболизм рац-мексилетина грибком Cunninghamella echinulata приводит к образованию основных метаболитов человека - гидроксиметилмексилетина и п-гидроксимексилетина». Утилизация наркотиков. 25 (6): 685–692. PMID 9193869.
  15. ^ а б c d Gema, H .; Кавадиа, А .; Dimou, D .; Цагоу, В .; Комайтис, М .; Аггелис, Г. (2002). «Производство γ-линоленовой кислоты с помощью Cunninghamella echinulata, культивируемого на глюкозе и апельсиновой цедре». Прикладная микробиология и биотехнология. 58 (3): 303–307. Дои:10.1007 / s00253-001-0910-7. ISSN 0175-7598. PMID 11935180.
  16. ^ Деннис, R.W.G (1986). Грибы Гебридских островов. Кью: Королевский ботанический сад. п. 231. ISBN 0 947643 02 8.
  17. ^ Manosroi, J .; Чисти, Й .; Маносрой, А. (2006). «Биотрансформация кортексолона в гидрокортизон плесневыми грибами с использованием быстрого анализа цветности». Прикладная Биохимия и Микробиология. 42 (5): 547–551. PMID 17066954.
  18. ^ Seigle-Murandi, F.M .; Кривобок, С. М. А .; Steiman, R.L .; Benoit-Guyod, J. L.A .; Тио, Г. А. (1991). «Гидроксилирование бифенилоксида с помощью Cunninghamella echinulata». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 39 (2): 428. Дои:10.1021 / jf00002a041.