Фунгицидные вещества молочнокислых бактерий

Проявление фунгицидной активности является не характерным физиологическим свойством для МКБ. Многие штаммы микромицетов чувствительны к молочной и уксусным кислотам, выделяемым МКБ. Однако в последнее время появилось ряд сообщений об образовании некоторыми штаммами МКБ специфических фунгицидных веществ. Наибольшее количество таких штаммов было выделено с растений, хранившихся в анаэробных условиях [9]. Известны следующие типы фунгицидных веществ, образуемых МКБ: 1) дикетопиперазины или циклические дипептиды (цикло-(Gly- L -Leu), цикло- (L -Phe- L -Pro), и цикло-(L -Phe- trans -4-OH- L -Pro); 2) гидроксипроизводные жирных кислот; р -гидроксифениллактат; 3) бензойная кислота; 4) метилгидантоин; 5) мевалонолактон; 6) пентоцин TV35b; 7) реутерин. Первые три типа веществ в литературе охарактеризованы более полно [10].

Дикетопиперазины долгое время считали продуктами деградации белков. Механизм их образования до сих пор полностью не выяснен, но установлено, что синтез происходит нерибосомальным путем с участием мультифункционального фермента. Дикетопиперазины могут также образовываться из пептидов в щелочных или кислотных условиях. В таблице 1 приведены дикетопиперазины, образуемые некоторыми штаммами МКБ [11]. Недавно из Lactobacillus plantarum AF1 было выделено новое соединение с фунгицидным эффектом, идентифицированное как 3,6-бис-(2-метилпропил)-2,5-пиперазиндион. Это единственное сообщение о фунгицидной активности МКБ, обусловленной циклическим соединением (Leu-Leu), которое принадлежит к классу 2,5-дикетопиперазинов [12].

Из гидроксипроизводных жирных кислот некоторые МКБ образут 2-гидрокси-гексановую кислоту и 3-гидрокси-гептадекановую. Штамм Lactobacillus plantarum MiLAB14 образует несколько гидроксилированных жирных кислот с сильным фунгицидным эффектом: 3-гидроксидекановую кислоту, 3-гидроксидодекановую кислоту, 3-гидрокситетрадекановую и 3-гидрокси-5-цис-додекановую кислоты. МКБ образуют гидроксипроизводные жирных кислот из их ненасыщенных аналогов. Все описанные ненасыщенные жирные кислоты проявляют антибиотическую активность в отношении широкого круга дрожжей и плесневых грибов [9]. Из-за плохой растворимости в водных растворах гидроксилированные жирные кислоты имеют общий ингибиторный эффект в диапазоне от 10 до 100 мг/мл.

3-фениллактат является одним из метаболитов обмена фенилаланина и может образовываться в клетках МКБ из р -гидроксифенилпирувата. Этот конечный метаболит проявляет антибиотическую активность в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также действует на широкий круг микроскопических грибов [13]. Согласно литературным данным, L. plantarum обладает способностью образовывать несколько сходных веществ: фениллактат, 4-гидрокси-фениллактат, а также 3-гидрокси-фениллактат, в то время как L. coryniformis, L. sakei и Pediococcus pentosaceus образуют только фениллактат [14]. Фениллактат, кроме лактобацилл, образуют и пропионовокислые бактерии. На рисунке 1 представлена его структурная формула.

В литературе имеются единичные сведения о мезофильных лактококках, обладающих фунгицидной активностью. В частности, из молочнокислых продуктов был выделен штамм Lactococcus lactis L14, ингибирующий рост Candida albicans DMST 5239. Активность этого штамма была стабильной в диапазоне рН 2.0-4.0 и сохранялась даже после автоклавирования [15]. Roy [16] выделил из культуры Lactococcus lactis фунгицидный компонент пептидной природы. Помимо этого было описано ингибирование роста и продукции афлатоксина плесенью Aspergillus flavus при совместном культивировании последних с лактококками. Активным компонентом в данном случае был низкомолекулярный фосфогликолипид с молекулярной массой меньше 500 Да, содержащий ароматическое кольцо [7]. За ингибирование продукции афлатоксина отвечало термостабильное низкомолекулярное вещество, теряющее активность при длительном хранении [17]. На кафедре микробиологии МГУ из молочнокислых продуктов были выделены штаммы лактококков, которые обладали широким спектром антибиотического действия, включая и фунгицидное. Эти штаммы ингибировали развитие плесеней, принадлежащих к родам Aspergillus, Fusarium, и дрожжей родов Candida, Rhodotorula. Среди них были природные штаммы Lactococcus lactis subsp. lactis, выделенные из свежего коровьего молока и кисломолочных продуктов, а также полученные методом клеточной инженерии [18, 19]. Штаммы лактококков, идентифицированные как Lactococcus lactis subsp. lacits, синтезировали вещества, относящиеся к алкилароматическим кетонам, которые и определяли их фунгицидную активность [20], что указывает на перспективу применения этих лактококков для предотвращения порчи овощей и фруктов из-за обсемененности их плесневыми грибами и дрожжами [21-23].