Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області
Исследованы девять внутриклеточных ферментных систем гриба Stereum hirsutum, который произрастает в Донецкой обл. Установлено полное отсутствие активности эндофермента α-амилазы. Ферментные зоны ADH-3, GDH-3, POX-2, SDH-4, SOD-4 и SOD-5 показали стопроцентное присутствие во всех изученных образцах и...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Український ботанічний журнал |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/176977 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області / С.М. Бойко // Український ботанічний журнал. — 2012. — Т. 69, № 2. — С. 286-291. — Бібліогр.: 22 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-176977 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1769772021-02-10T01:25:57Z Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області Бойко, С.М. Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин Исследованы девять внутриклеточных ферментных систем гриба Stereum hirsutum, который произрастает в Донецкой обл. Установлено полное отсутствие активности эндофермента α-амилазы. Ферментные зоны ADH-3, GDH-3, POX-2, SDH-4, SOD-4 и SOD-5 показали стопроцентное присутствие во всех изученных образцах и могут служить белковыми маркерами гриба S. hirsutum. Nine endocellular enzyme systems of Stereum hirsutum strains from Donetsk Region were investigated. Total absence of endocellular α-amylase activity was established. Enzyme zones ADH-3, GDH-3, POX-2, SDH-4, SOD-4, and SOD-5 showed 100 % presence in all studied samples. They can be used as protein markers for S. hirsutum. 2012 Article Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області / С.М. Бойко // Український ботанічний журнал. — 2012. — Т. 69, № 2. — С. 286-291. — Бібліогр.: 22 назв. — укр. 0372-4123 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/176977 uk Український ботанічний журнал Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин |
| spellingShingle |
Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин Бойко, С.М. Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області Український ботанічний журнал |
| description |
Исследованы девять внутриклеточных ферментных систем гриба Stereum hirsutum, который произрастает в Донецкой обл. Установлено полное отсутствие активности эндофермента α-амилазы. Ферментные зоны ADH-3, GDH-3, POX-2, SDH-4, SOD-4 и SOD-5 показали стопроцентное присутствие во всех изученных образцах и могут служить белковыми маркерами гриба S. hirsutum. |
| format |
Article |
| author |
Бойко, С.М. |
| author_facet |
Бойко, С.М. |
| author_sort |
Бойко, С.М. |
| title |
Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області |
| title_short |
Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області |
| title_full |
Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області |
| title_fullStr |
Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області |
| title_full_unstemmed |
Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області |
| title_sort |
різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів stereum hirsutum (willd.) gray (basidiomycetes) на території донецької області |
| publisher |
Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Фізіологія, біохімія, клітинна та молекулярна біологія рослин |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/176977 |
| citation_txt |
Різноманітність внутрішньоклітинних ферментних систем природних штамів Stereum hirsutum (Willd.) Gray (basidiomycetes) на території Донецької області / С.М. Бойко // Український ботанічний журнал. — 2012. — Т. 69, № 2. — С. 286-291. — Бібліогр.: 22 назв. — укр. |
| series |
Український ботанічний журнал |
| work_keys_str_mv |
AT bojkosm ríznomanítnístʹvnutríšnʹoklítinnihfermentnihsistemprirodnihštamívstereumhirsutumwilldgraybasidiomycetesnateritoríídonecʹkoíoblastí |
| first_indexed |
2025-07-15T14:56:00Z |
| last_indexed |
2025-07-15T14:56:00Z |
| _version_ |
1837725238889021440 |
| fulltext |
286 ISSN 0372-4123. Ukr. Botan. Journ., 2012, vol. 69, № 2
вступ
Актуальним питанням мікології сьогодення є дослідження генетичних
особливостей представників різних груп грибів та з'ясування певних
популяційних і міжпопуляційних взаємозв’язків (Linde et al., 1990; Otrosina
et al., 1992; Siddiquee et al., 2007). У багатьох лабораторіях світу пріоритетно
вивчають об’єкти, які мають практичне значення (May, Royse, 1982; Matsumoto
et al., 1995; Штаер, 2006; Ravash et al., 2010). Гриби, що не дають комерційного
зиску, а таких більшість, поступаються за темпами їхніх досліджень, хоча,
враховуючи актуальність вивчення біорізноманіття, вони є не менш важливими
для науковців (Rayner, 1982). Поширення, морфологічні та фізіологічні
особливості сапротрофного гриба Stereum hirsutum (Willd.) Gray, що спричиняє
білу гнилизну деревини, добре відомі (Лессо, 2003; Heilmann-Clausen, 2005;
Palma, 2011). Посилена увага дослідників протягом останніх років до ядерно-
генетичної системи гриба дала змогу з’ясувати деякі відмінності у взаємодії
гетеро- та гомокаріонів і вивчити генетичні особливості штамів певної вибірки
за допомогою RAPD маркерів (Coates, 1985; Yurchenko, 2010). Враховуючи
існуючу інформацію та недоліки ПЛР методу з використанням RAPD маркерів,
можна констатувати, що питання генетично-популяційного різноманіття Stereum
hirsutum залишається відкритим. Ферментні системи є прямим відображенням
поліморфізму генетичної інформації, а метод електрофоретичного поділу білків
уможливлює чітке та неупереджене дослідження (Остерман, 1981; Fukuda,
1991; Boiko, 2011). Наявність таких відомостей дасть змогу встановити видові
особливості, що ідентифікуються за будь-яких умов, та контролювати процеси,
які відбуваються на рівні популяцій. Саме тому метою нашого дослідження було
визначення різноманітності ендоферментних систем гриба Stereum hirsutum.
Об’єкти та методи досліджень
Об'єктом досліджень були дикаріотичні культури S. hirsutum, виділені з плодових
тіл грибів, що зростали на деревних насадженнях на території Донецької обл.
(таблиця).
С.М. БОЙКО
Донецький національний університет
вул. Щорса, 46, м. Донецьк, 83050, Україна
bsm73@ukr.net
РІЗНОМАНІТНІСТЬ вНуТРІшНЬО-
КЛІТИННИх ФЕРМЕНТНИх СИСТЕМ
ПРИРОдНИх шТАМІв STEREUM HIRSUTUM
(WIlld.) GRay (BASIDIOMYCETES) НА
ТЕРИТОРІї дОНЕцЬКОї ОБЛАСТІ
К л ю ч о в і с л о в а: Stereum hirsutum, ферментна система,
ізоферменти, електрофоретичний поділ білків
© С.М. БОЙКО, 2012
287ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2012, т. 69 № 2
Походження зразків гриба Stereum hirsutum у межах донецької обл.
№
зразка
Орієнтир
розташування Географічні координати Субстрат
1 м. Макіївка 48°02,105’N 37°52,060’E Populus sp.
2 м. Донецьк 47°59,802’N 37°48,466’E Armeniaca sp.
3 м. Авдіївка 48°06,812’N 37°46,114’E Acer sp.
4 м. Святогірськ 49°02,767’N 37°29,245’E Fraxinus sp.
5 м. Торез 47°58,285’N 38°38,270’E Quercus sp.
6 м. Торез 47°58,393’N 38°38,296’E Quercus sp.
Чисту культуру гриба виділяли згідно із загальновідомими методами з ви-
користанням пероксиду водню і вирощували на картопляно-агаризованому сере-
довищі в термостаті ТС-80М-2 за температури 26°С (Билай, 1982). Під час досліду
брали рідке глюкозо-пептонне живильне середовище, яке розливали по 50 мл у
колби Ерленмейєра ємкістю 250 мл. Початковий рівень рН живильного середовища
становив 5,0 одиниць. Культивування тривало 18 діб. Як свідчать попередні
дослідження, це є оптимальним терміном для якісного електрофоретичного прояву
існуючих ферментних систем за даних умов (Бойко, 2011).
Міцелій грибів промивали та висушували за допомогою вакуумної фільт-
рації, відтак гомогенізували у трис-гліциновій буферній системі та фільтрували.
Кількість внесеного в кожну лунку білка коливалась у межах 40—60 мкг.
Електрофоретичний поділ білків проводили в 11,25%-ному поліакриламідному
гелі з використанням трис-гліцинової буферної системи (рН — 8,3). Зони
активності гістохімічно виявляли для таких ферментів: альдегід оксидаза
(ALDOX) (КФ 1.2.3.1); алкогольдегідрогеназа (ADH) (КФ 1.1.1.1); a-амілаза
(AMY) (КФ 3.2.1.1); a-гліцерофосфатдегідрогеназа (GPDH) (КФ 1.1.1.8); глу-
таматдегідрогеназа (GDH) (КФ 1.4.1.2); пероксидаза (POX) (КФ 1.11.1.7); сорбі-
толдегідрогеназа (SDH) (КФ 1.1.1.14); супероксиддисмутаза (SOD) (КФ 1.15.1.1);
естераза (EST) (КФ 3.1.1.1) (Gabriel, 1971; Корочкин, 1977; Гааль, 1982).
Результати дослідження та їх обговорення
Здійснені досліди дали змогу встановити повну відсутність ендоферменту
a-амілази у гриба S. hirsutum.
Виявлені ізоферменти внутрішньоклітинної альдегід оксидази представлені
на рисунку (а). У кожної культури спостерігали три ізоформи. Загалом
зафіксованих форм чотири, однак ступінь візуалізації зон активності надто
низький і в деяких випадках не уможливлює їх чіткого ідентифікування.
Внутрішньоклітинна алкогольдегідрогеназа в кожній культурі S. hirsutum
виявляється двома смугами активності (рисунок, б). Швидкорухлива зона є
поліморфною (ADH-1 та ADH-2), тоді як повільнорухлива - мономорфною.
Ферментні системи a-гліцерофосфатдегідрогенази та глутаматдегідро-
генази, як і попередня, проявляються двома зонами, з яких рухливішою є
поліморфна (рисунок, в, г). Загалом для кожної системи виявлено три ізоферменти.
288 ISSN 0372-4123. Ukr. Botan. Journ., 2012, vol. 69, № 2
Спектр внутрішньоклітинних ізоформ ферментних систем Stereum hirsutum (1—6 —
номер зразка, див. табл.): а — альдегід оксидаза; б — алкогольдегідрогеназа; в —
a-гліцерофосфатдегідрогеназа; г — глутаматдегідрогеназа; д — пероксидаза; е —
сорбітолдегідрогеназа; є — супероксиддисмутаза; ж — естераза
289ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2012, т. 69 № 2
Пероксидаза є сталою ознакою культур S. hirsutum (рисунок, д).
Незалежно від місця зростання гриба в культурі спостерігали зони з
відносною електрофоретичною рухливістю (Rf) — 0,03. Цікавою особливістю
характеризується культура, отримана зі зразка № 3: тільки для неї характерна
швидкорухлива, менш активна форма з Rf 0,23. Виявлені ізоферменти
внутрішньоклітинної альдегід оксидази представлені на рисунку (а). У кожної
культури спостерігали три ізоформи. Загалом зафіксованих форм чотири,
однак ступінь візуалізації зон активності надто низький і в деяких випадках не
уможливлює їх чіткого ідентифікування.
Сорбітолдегідрогеназа, на відміну від інших досліджених дегідрогеназ,
характеризується більшою кількістю ізоферментів — шість (рисунок, е).
Швидкорухлива зона SDH-1 за своїм проявом є дуже слабкою, і ми не можемо
її рекомендувати для подальшого використання в популяційно-генетичних
дослідженнях. Зони SDH-4, SDH-5, SDH-6 мають низьку рухливість і дають
чітку картину. Встановлено також поліморфізм для двох ізоферментів — зон
SDH-2, SDH-3 та SDH-5 і SDH-6.
Для ферментної системи супероксиддисмутази виявлено п’ять ізоферментів
(рисунок, є). У п’яти з шести дослідних культур спостерігаються три зони
активності ферменту: SOD-1, SOD-4 і SOD-5. Культура, отримана зі зразка
№ 5, показала чотири зони активності ферменту: SOD-2, SOD-3 і SOD-4, SOD-5.
Низькорухливі зони SOD-4 та SOD-5 мали дуже високу активність і стовідсоткову
присутність у дослідних культурах, що дає можливість використовувати їх у ролі
білкових маркерів.
Естеразний ферментний комплекс виявився найскладнішим за кількістю
та проявом зон активності (рисунок, ж). У дослідних культур визначено
14 ізоферментів естерази. Кожна культура показала від п'яти до восьми зон
активності. Слід зазначити неможливість використання з аналітичною метою
EST-14 через значну розмитість і відсутність її чітких кордонів. З усіх фермент-
них систем саме естераза виявилася найбільш гетерогенною. Отже, результати
досліджень дають уявлення про зміну ізоферментного профілю гриба Stereum
hirsutum, виділеного з певної території. Подібна інформація конче потрібна для
подальших популяційно-генетичних досліджень гриба.
висновки
Таким чином, із дев’яти ферментних систем, досліджених у Stereum hirsutum,
що зростали на території Донецької обл., встановлено вісім. Ендоферменти
a-амілази не виявили своєї активності. Такі ферментні зони, як ADH-3, GDH-
3, POX-2, SDH-4, SOD-4 і SOD-5, показали стовідсоткову присутність в усіх
ізолятах дослідженого гриба. Найбільша кількість ізоферментів (14) властива
Spectrum of endocellular isoforms of enzyme systems of Stereum hirsutum (1—6 — number of
sample, see Table): a — aldehyde oxidase; б — alcohol dehydrogenase; в — a-glycerophosphate
dehydrogenase; г — glutamate dehydrogenase; д — peroxidase; е — sorbitol dehydrogenase; є —
superoxide dismutase; ж — esterase
290 ISSN 0372-4123. Ukr. Botan. Journ., 2012, vol. 69, № 2
естеразі, що спостерігається також для інших видів грибів (Matsumoto, 1995;
Hussain, 1997; Штаер, 2006). Ферментна система пероксидази налічує лише дві
зони активності, з яких POX-2 є сталою та перспективною з погляду використання
як білкового маркера S. hirsutum.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Билай В.И. Методы экспериментальной микологии. — Киев: Наук. думка, 1982. — 550 с.
2. Бойко С.М. Зміна ізоферментного складу культури гриба Schizophyllum commune
Fr. (Basidiomycetes) залежно від віку міцелію // Укр. ботан. журн. — 2011. — 68,
№ 4. — С. 596—602.
3. Гааль Э., Медьеши Г., Верецкеи Л. Электрофорез в разделении биологических
макромолекул. — М.: Мир, 1982. — 446 с.
4. Корочкин Л.И., Серов О.Л., Пудовкин А.И. и др. Генетика изоферментов. — М.: Наука,
1977. — 275 с.
5. Лессо Т. Грибы: Определитель. - Остерман Л.А. Методы исследования белков и
нуклеиновых кислот: Электрофорез и ультрацентрифугирование (практическое
пособие). — М.: Наука, 1981. — 288 с.
6. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: Электрофорез
и ультрацентрифугирование (практическое пособие). — М.: Наука, 1981. — 288 с.
7. Штаер О. В. Сравнительный анализ природных популяций Pleurotus pulmonarius
(Fr.) Quel.: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — М., 2006. — 25 с.
8. Boiko S.M. Polymorphism of intracellular isoenzymes of Schizophyllum commune Fr.
(Basidiomycetes) in the Donetsk region // Cytol. and Genetics. — 2011. — 45 (6). —
P. 343—346.
9 .Coates D., Rayner A. D. M. Heterokaryon-homokaryon interactions in Stereum hirsutum //
Trans. Brit. Mycol. Soc. — 1985. — 84. — Р. 637—645.
10. Fukuda M., Tokimoto K. Variation of isozyme patterns in the natural population of Lentinus
edodes // Proc. Japan. Acad. — 1991. — 67. — Р. 43—47.
11. Gabriel O. Locating enzymes on gels // Methods of Enzymol. — 1971. — 2. — Р. 578-604.
12. Heilmann-Clausen J., Boddy L. Inhibition and stimulation effects in communities of
wood decay fungi: exudates from colonized wood influence growth by other species //
Microbial Ecol. — 2005. — 49. — P. 399—406.
13. Hussain S., Barz W. Isozyme polymorphism in Ascochyta rabiei isolates from Pakistan //
Pak. J. Bot. — 1997. — 29. — P. 207—216.
14. Linde D. C., Groth J. V., Roelfs A. P. The genetic basis of isozyme variation in the bean
rust fungus (Uromyces appendiculatus) // J. of Heredity. — 1990. — 81. — P. 134—138.
15. Matsumoto Teruyuki, Mimura Kimito, Fukumasa-Nakai Yukitaka. Isozyme variation and
genetic relatedness among natural populations of Pleurotus ostreatus // J. Gen. Appl.
Microbiol. — 1995. — 41. — P. 487—497.
16. May Bernie, Royse Daniel J.. Genetic variation and joint segregation of biochemical loci
in the common meadow mushroom Agaricus campestris // Biochemical Genetics. —
1982. — 20. — P. 1165—1173.
17. Otrosina William J., Chase Thomas E., Cobb Fields W. Allozyme differentiation of
intersterility groups of Heterobasidion annosum isolated from conifers in the Western
United States // Phytopathol. — 1992. — 82. —P. 540—545.
18. Palma C., Contreras E., Urra J., Martınez M. Eco-friendly technologies based on banana
291ISSN 0372-4123. Укр. ботан. журн., 2012, т. 69 № 2
peel use for the decolourization of the dyeing process wastewater // Waste Biomass
Valor. — 2011. — 2. — P. 77—86.
19. Ravash R., Shiran B., Alavi A.-A., Bayat F., Rajaee S., Zervakis G. I. Genetic variability
and molecular phylogeny of Pleurotus eryngii species-complex isolates from Iran, and
notes on the systematics of Asiatic populations // Mycol. Progress. — 2010. — 9. —
P. 181—194.
20. Rayner A. D. M., Turton M. N. Mycelial interactions and population structure in the genus
Stereum: S. rugosum, S. sanguinolentum and S. rameale // Trans. Brit. Mycol. Soc. —
1982. — 78. — Р. 483—493.
21. Shafiquzzaman S., Faridah A., Tan S., Emila R. Level in allozyme variations of Malaysian
isolates of Trichoderma harzianum and its taxonomic implications // Research journ. of
microbiol. — 2007. — 2 (10). — P. 717—726.
22. Yurchenko E. O., Sinyavskaya M. G. An assessment of genetic variation in Stereum
hirsutum (Basidiomycota) based on RAPD markers // Baltic Forestry. — 2010. —
16 (2). — Р. 172—179.
Рекомендує до друку Надійшла 23.06.2011 р.
І.О. Дудка
С.М. Бойко
Донецкий национальный университет
РАЗНООБРАЗИЕ ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ ФЕРМЕНТНЫХ СИСТЕМ ПРИРОДНЫХ
ШТАММОВ STEREUM HIRSUTUM (WiLLd.) Gray (BASIDIOMYCETES) НА
ТЕРРИТОРИИ ДОНЕЦКОЙ ОБЛАСТИ
Исследованы девять внутриклеточных ферментных систем гриба Stereum hirsutum,
который произрастает в Донецкой обл. Установлено полное отсутствие активности
эндофермента a-амилазы. Ферментные зоны ADH-3, GDH-3, POX-2, SDH-4, SOD-4
и SOD-5 показали стопроцентное присутствие во всех изученных образцах и могут
служить белковыми маркерами гриба S. hirsutum.
К л ю ч е в ы е с л о в а: Stereum hirsutum, ферментная система, изоферменты,
электрофоретическое разделение белков.
S.M. Boiko
Donetsk National University
DIVERSITY OF ENDOCELLULAR ENZYME SYSTEMS IN WILD STRAINS OF
STEREUM HIRSUTUM (WiLLd.) Gray (BASIDIOMYCETES) IN DONETSK REGION
Nine endocellular enzyme systems of Stereum hirsutum strains from Donetsk Region were
investigated. Total absence of endocellular a-amylase activity was established. Enzyme
zones ADH-3, GDH-3, POX-2, SDH-4, SOD-4, and SOD-5 showed 100 % presence in all
studied samples. They can be used as protein markers for S. hirsutum.
K e y w o r d s: Stereum hirsutum, enzyme system, isoenzymes, electrophoretic
division of proteins.
|