PHYSIOLOGICAL AND TECHNOLOGICAL ASPECTS OF ERGOALKALOID BIOSYNTHESIS IN SAPROPHYTIC CULTURE THE CLAVICEPS PURPUREA (FR.) TULASNE (REVIEW)


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

This review shows that to obtain high yields of ergoalkaloids (EA) in saprophytic culture, it is imperative to obtain highly productive strains of the Claviceps fungi - producers of peptide EA, which are stable in physiological and biochemical parameters. After obtaining the producer strain EA, it is necessary for it to create such nutrient media and cultivation conditions under which the realization of its potential possibilities will be most favorable. It is important to note that nutrient media and culture conditions are strain-specific and that the qualitative and quantitative composition of nutrient media, additional introduction of EA precursors into culture medium and culture conditions can stimulate the biosynthesis capacity of EA or suppress it.

Full Text

Restricted Access

About the authors

R. I Bobyleva

All-Russian Institute of Medicinal and Aromatic Plants

Email: vilarnii@mail.ru
Ph.D. (Biol.), Leading Research Scientist Moscow

P. S Savin

All-Russian Institute of Medicinal and Aromatic Plants

Email: savin-pavel@list.ru
Ph.D. (Biol.), Leading Research Scientist Moscow

References

  1. Sharma Niti, Sharma Vinay K., Manikyam Hemanth Kumar and Krishna Acharya Bal. Ergot Alkaloids: A Review on Therapeutic Applications // European Journal of Medicinal Plants. 2016. V. 14. № 3. P. 1-17.
  2. Трумпе Т.Е., Колхир O.K., Омельницкий П.П. и др. Труды ВИЛАР. Химия, технология, медицина. М. 2000. С. 200-209.
  3. Барсегян А.Г. Разработка методов селекции и повышения продуктивности штаммов-продуцентов эргоалкалоидов в сапрофитных условиях культивирования: Автореф. дисс.. канд. биол. наук. М. 2009. 172 с.
  4. Бойченко Л.В. Биосинтез эргоалкалоидаагроклавина мутантным штаммом микроскопического гриба Claviceps fusiformis ВКМБ-2609: Автореф. дисс.. канд. биол. наук. М. 2004. 154 с.
  5. Шаин С.С. Возделывание спорыньи на ржи // Обзорная информация «Лекарственное растениеводство». М.: ЦБНТИ Минмедбиопром. 1987. Вып. 4. 50 с.
  6. Бузилова И.Г., Бойченко Д.М., Бойченко Л.В., Зеленкова Н.Ф., Аринбасаров М.У., Баскунов Б.П., Решетилова Т.А. Влияние мутационного процесса на образование алкалоидов у Penicilliumroque fortii BKMF-141 и P. Fellutanum BKMF-1073 // Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Т. 36. № 3. С. 322-327.
  7. Веприцкая И.Г., Бойченко Л.В., Аринбасаров М.У., Зеленкова Н.Ф., Бобкова Н.В. Получение продуцентов эргоалкалоидов методом индуцированного мутагенеза // Прикладная биохимия и микробиология. 2002. Т. 38. № 1. С. 35-39.
  8. Schmauder H.P., Groger D. Selection of ergot alkaloid producers by induced mutagenesis // Acta Biotechnol. 1983. V. 3. № 4. Р. 379-382.
  9. Сергеева А.В. Азотная регуляция биосинтеза авермектинов у штаммов Streptomyces avermitilis: Автореф. дисс.. канд. биол. наук. М. 2001. 135 с.
  10. Rehacek Z. Ergot alkaloids and some problems of the physiology of their formation // Zentralblatt fur Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheitenund Hygiene. 1974. V. 129. № 1-2. P. 20-49.
  11. Rehacek Z. Physiological controls and regulation of ergot alkaloid formation // Folia Microbiol. 1991. V. 36. № 4. P. 323-342.
  12. Каранова С.Л., Урманцев В.В. Селекция вариантных клеточных линий люцерны с повышенной активностью пероксидазы // Физиология растений. 1996. Т. 43. № 1. С. 104-110.
  13. Ржехачек З. Некоторые аспекты регуляции синтеза эргоалкалоидов // Прикладная биохимия и микробиология. 1992. Т. 28. Вып. 6. С. 828-843.
  14. Бобылева Р.И., Савина Т.А. Аминокислоты - предшественники эргоалкалоидов у грибов рода Claviceps // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2017. № 1. Т. 20. С. 31-34.
  15. Abe M., Yamano T., Kozu Y., Kosumoto M. Qualitative determination of the ergot alkaloids present in the sklerotia and saprophytic cultures of ergot fungi // J. Agric. Chem. Soc. Japan. 1955. P. 697-703.
  16. Решетилова Т.А., Козловский А.Г. Биосинтез алкалоидов мицелиальными грибами // Прикладная биохимия и микробиология. 1990. Т. 26. Вып. 3. С. 291-306.
  17. Ржехачек 3. Физиологические аспекты образования алкалоидов спорыньи: Пер. с англ. // Прикладная биохимия и микробиология. 1983. Т. 19. Вып. 2. С. 267-269.
  18. Савин П.С. Особенности регуляции конидиогенеза в условиях глубинного культивирования элитного инфекционного материала спорыньи Claviceps purpurea (Fr.) Tul.: Автореф. дисс.. канд. биол. наук. М. 2007. 125 с.
  19. Козловский А.Г. Исследование алкалоидов сапрофитных грибов: биосинтез, структура, свойства, химико-микробиологический синтез. Автореф. дисс.. докт. биол. наук. М. 1987. 40 с.
  20. Keller U. Biosynthesis of ergotamine in protoplasts of Claviceps purpurea // J. Gen. Microbiol. 1980. V. 118. Part. 2. P. 485-494.
  21. Tudzynsk P., Correia T., Keller U. Biotechnology and genetics of ergot alkaloids // Applied Microbiology and Biotechnology. 2001. V. 57. Iss. 5-6. Р. 593- 605.
  22. Бобылева Р.И., Савина Т.А. Изучение влияния различных углеводов на ростовые и биосинтетические характеристики штамма Claviceps purpurea 07-T // Сб. научных трудов междунар. научно-практич. конф. «Биологические особенности лекарственных и ароматических растений и их роль в медицине», посвященной 85-летию ВИЛАР. 2016. С. 192-194.
  23. Саркисова М.А., Савина Т.А. Изучение массообмена у клеток сапрофитнокультивируемой спорыньи // Микология и фитопатология. 1990. Т. 24. № 6. С. 569-571.
  24. Kren V., Harazim P., Malinka Z.X. Claviceps purpurea (Ergot): Culture and Bioproduction of ergot alkaloids // Biotehnology in Agriculture and Forestry. V. 28. Medicinal and Aromatic Plants VII. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 1994. P. 139-156.
  25. Kybal J., Svoboda E., Strnodova K et al. Role Organic Acid Metabolism in the Biosynthesis of Peptide Alkaloids // Folia Microbiol. 1981. V. 26. P. 112-119.
  26. Taber W.A., ViningL.C. The influence of certain factors on the in vitro production of ergot alkaloids by Claviceps purpurea (Fries) Tuasne // Can. J. Microbiol. 1958. V. 45. P. 611-620.
  27. Arcatom F., Chain E.B., Ferretti A., Mnghetti A., Pennela P., Tonollo A., Vero L. Production of a new lysergic acid derivative in submerged culture by a strain of Claviceps paspali Stevens & Hall // ProcR. Soc. Lond. (Biol). 1961. V. I55. P. 26-54.
  28. Tudzynski B., Holter K., Correia T. Arntz C., Grammel N., Keller U. Evidence for an ergot alkaloid gene claster in Claviceps purpurea // Mol. Gen. Genet. 1999. V. 261. № 1. P. 133-141.
  29. Puc A., Socic H. Carbohydrate nutrition of Claviceps purpurea for alkaloid production, related to die osmolarity of media // Europ. J. Appl. Microbiol. 1972. V.4. P.283-290.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Russkiy Vrach Publishing House

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies