A kitinolítikusenzimek és a szabadgyökök szerepe szerepe a Penicillium Chrysogenum gomba autolízisében

Dátum
2007-07-19T15:27:29Z
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt
  1. In vivo enzim-gátlással igazoltam, hogy a szénlimitált, öregedő P. chrysogenum tenyészetekben a kor-függő kitinázok jelentős szerepet játszhattak a gomba autolízisében és fragmentációjában. Az allózamidin nemcsak a pelletek szétesését és az autolízist késleltette, de megakadályozta a túlélő képletek glükózpótlást követő újracsírázását is.

  2. A kitináz-inhibítor jelenlétében a sejtek kitintartalma nőtt, metabolikus aktivitása és vitalitása pedig változatlan maradt. Az allózamidin antifungális hatása az autolizáló P. chrysogenum tenyészetekre fungisztatikus volt, nem pedig fungicid.

  3. Az exponenciálisan növekvő és öregedő tenyészetek eltérő allózamidinérzékenységgel rendelkeztek, ami korral változó (állapotú és lokalizációjú) kitinolítikus enzim(ek) jelenlétére utalhat.

  4. Feltérképeztem az öregedő tenyészetek redox státuszának, és GSH anyagcseréjének változásait. A különböző növekedési fázisok alatt mind a glutation metabolizmust, mind a reaktív oxigén formák (ROS) képződését számos endogén és exogén faktor befolyásolhatta. A dioxigén kizárási elmélet ezért csak korlátozottan volt érvényes a vizsgált törzs esetében, és nem lehetett szilárd, egyértelmű ok-okozati kapcsolatba hozni a tenyészetekben megfigyelt redox állapotokat, ROS szinteket és morfológiai változásokat.

  5. A P. chrysogenum exponenciális növekedési fázisát intenzív légzés, magas intracelluláris ROS szintek és jelentős antioxidatív enzim-aktivitások jellemezték. A képződő szabadgyökök fő forrása ekkor a légzés mellett a GOX aktivitása lehetett. Az öregedő, glükóz-pótolt tenyészetekben az intracelluláris ROS emelkedése viszont főként a citokróm-függő mitokondriális légzésnek volt tulajdonítható. A GOX és kataláz aktivitások indukálhatósága kor-függőnek mutatkozott.

  6. Az exponenciális fázisban a magas kataláz, GR és GPx aktivitások, az öreg, kriptikus növekedési fázisú tenyészetekben pedig a SOD és cianid-rezisztens légzés voltak az antioxidatív védelem fő elemei.

  7. A P. chrysogenum poszt-autolítikus tenyészeteiben megfigyelt, Harman szabadgyökös öregedési elméletével („Free radical theory of ageing”) jó egyezést mutató jelenségek alapján elsőként használtuk ezen folyamatokra az „öregedés” fogalmát.

  8. Ipari méretű fermentációkban a sejten belüli GSH-készlet csökkentése, és ezáltal a β-laktám szintézis fokozása a penicillin-prekurzor POA glutation-függő detoxifikációja révén gyakorlatilag kivitelezhetetlennek tűnt.

  9. The in vivo enzyme inhibitions justified the role of age-related chitinases in the process of autolysis and fragmentation in carbon-limited, ageing P. chrysogenum cultures. The substrate-analogue inhibitor allosamidin did not only hinder the breakup of pellets and onset of autolysis, but also prevented the surviving fragments from new germination after glucose re-supplementation.

  10. In the presence of this chitinase inhibitor the chitin content of the fungal cell wall increased, while the metabolic activity and vitality of the mycelia reamined unaffected. The antifungal effect of allosamidin on autolysing P. chrysogenum cultures was fungistatic rather than fungicidal. The young, exponentially growing and ageing cultures showed remarkably different sensitivity to allosamidin, which could be indicative of chitinase isoenzymes with different localisation and/or enzymological status as a function of time.

  11. Changes in the redox status and glutathion (GSH) metabolism of ageing P. chrysogenum strains as a function of time have been registered. During the different growth phases both the GSH levels and the formation of reactive oxygen species (ROS) were influenced by several exogenous and endogenous factors. Hence, the dioxygen avoidance theory was appliacble only with certain restrictions, and no strict, causal correlation was found between the observed redox changes, ROS levels and morphology of the cultures.

  12. The exponential growth phase of P. chrysogenum was characterised by intensive respiration, high intracellular ROS levels and remarkable antioxidative enzyme-activities, where the main source of ROS generation was most probably the high glucose oxidase (GOX) activity. On the other hand, in senescent, carbon-supplemented cultures, the increase of intracellular ROS was due to the cytochrome-dependent mitochondrial respiration. The inducibility of both GOX and catalase activities appeared to be age-dependent.

  13. In the exponential growth phase high catalase, glutathion reductase and peroxidase activities, while in the cell death and cryptic growth phases, high superoxid dismutase and alternative oxidase activities could be key elements of the antioxidative defense system.

  14. The events observed in post-autolytic P. chrysogenum cultures were in good accordance with Harman’s free radical theory of ageing; accordingly, we were the first recommending to use the term “ageing” to describe these physiological changes in post-autolytic cultures.

  15. In large-scale, industrial fermentations, the applicability of the depletion of the intracellular GSH pool via GSH-dependent detoxification of the penicillin-precursor phenoxyacetic acid (POA) in order to increase penicillin yield and productivity seemed rather unlikely.

Leírás
Kulcsszavak
Forrás