Новый ферментный препарат ПЕПЗИМПерспективы использования в клинической практике

Болезни органов пищеварения наряду с сердечно-сосудистой и онкологической патологией широко распространены в мире. Причем рост заболеваемости органов пищеварения прогнозируемый, поскольку зависит не только от уровня развития медицины, но и от социальных условий жизни населения. Украина в этом плане не является исключением. Так, по данным Центра медицинской статистики МЗ Украины, начиная с 1990 г. отмечено существенное повышение заболеваемости и распространенности патологии органов пищеварения как в целом, так и по отдельным нозологическим формам. С 1990 по 1999 г. средний показатель распространенности заболеваний органов пищеварения повысился на 42,2% [2]. Особое место занимают болезни поджелудочной железы, распространенность которых с 1999 г. повысилась на 10,3%, а в ряде областей Украины достигает 200–290 на 100 тыс. населения [9].

Существует большой арсенал лекарственных средств (ЛС), применяемых для лечения болезней органов пищеварения. Одной из основных групп ЛС, используемых для лечения заболеваний не только поджелудочной железы, но и других органов пищеварения, являются ферментные препараты. Современные ферментные препараты представлены на украинском фармацевтическом рынке достаточно широко. Их применяют в гастроэнтерологической, терапевтической, педиатрической, хирургической практике.

Препаратом, отвечающим современным требованиям (нетоксичный, устойчивый к действию соляной кислоты желудка и пепсина, хорошо переносится, оптимально действует при рН 5,0–7,0, не имеет существенных побочных эффектов [4]), является ПЕПЗИМ производства компании «Дженом Биотек», Индия. Комбинация ферментов растительного и грибкового происхождения с эфирными маслами лекарственных растений обеспечивает мягкость действия препарата и расширяет спектр его применения в клинической практике.

Ферменты растительного и грибкового происхождения обладают более широкой субстратной специфичностью по сравнению с панкреатином, характеризуются устойчивостью к ингибиторам ферментов поджелудочной железы и стабильностью в кислой среде [1]. Одним из компонентов препарата ПЕПЗИМ является папаин — смесь ферментов, полученных из сока незрелых плодов дынного дерева (Carica Papaya). Это протеолитические ферменты, гидролитические полипептиды, амиды и эфиры. Папаин активен как в кислой, так и в щелочной среде, его максимальная активность проявляется при рН от 5,0 до 8,0. Второй компонент ПЕПЗИМА — грибковая диастаза — расщепляет сложные углеводы (крахмал, гликоген) до простых дисахаридов (мальтозы, мальтотриозы). Под действием 1 г грибковой диастазы расщепляется до 2 кг сухого крахмала.

Особенностью ПЕПЗИМА является то, что кроме пищеварительных ферментов в его состав входят эфирные масла растений, в связи с чем показания к его применению в клинической практике расширяются. Так, эфирное масло корицы оказывает антидиарейное, антимикробное, антисептическое и спазмолитическое действие; кардамона — возбуждает аппетит, стимулирует пищеварение, уменьшает гнилостные процессы в кишечнике, изжогу, диспепсические явления, метеоризм, оказывает спазмолитическое действие; тмина — оказывает спазмолитическое, желчегонное действие, повышает аппетит, уменьшает диспепсические явления.

Ферментный препарат ПЕПЗИМ целесообразно применять в гастроэнтерологической практике при таких заболеваниях, как хронический панкреатит, энтерит, дисбиоз кишечника, холецистит, дисфункция желчного пузыря, при функциональных заболеваниях пищеварительного тракта (функциональная диспепсия, синдром раздраженной толстой кишки), а также при метеоризме, сопровождающем ряд заболеваний органов пищеварения.

Ферментные препараты без кислотоустойчивой оболочки, содержащие достаточное количество протеаз в сочетании с антисекреторными ЛС, можно рассматривать как средство выбора для купирования боли при хроническом панкреатите [5]. Поэтому в комплексном лечении больных с хроническим панкреатитом ПЕПЗИМ целесообразно применять не только в целях заместительной терапии, но и для купирования болевого синдрома. Желчегонные, спазмолитические свойства препарата, способность уменьшать гнилостные процессы в кишечнике являются основанием для назначения ПЕПЗИМА в реабилитационный период после обострения хронического панкреатита. Применять мощные ферментные препараты зачастую нет необходимости, поскольку ПЕПЗИМ в период восстановления собственной панкреатической секреции будет служить в качестве поддерживающей терапии и уменьшит вероятность прогрессирования кишечного дисбиоза, нередко являющегося следствием ферментативной недостаточности поджелудочной железы.

Установлено, что под влиянием ферментных препаратов увеличивается скорость пассажа химуса по пищеварительному тракту [3], поэтому ПЕПЗИМ показан и при функциональной диспепсии, тем более, что при использовании препарата уменьшаются клинические проявления заболевания (как уже отмечалось, этому способствуют содержащиеся в нем растительные масла).

Вопросы целесообразности применения ферментных препаратов у пациентов с синдромом раздраженной толстой кишки дискутируются [7, 8]. Основанием для их назначения может быть тот факт, что существует обратная зависимость между объемом поступающего в проксимальные отделы толстой кишки содержимого и скоростью ее опорожнения. Поскольку ферменты улучшают переваривание пищи и всасывание ее в кишечнике, они косвенно влияют на объем содержимого толстой кишки, а значит, и на его пассаж [6]. Кроме того, эфирные масла кардамона и тмина, входящие в состав ПЕПЗИМА, устраняют наиболее частые проявления синдрома раздраженной толстой кишки — боль, обусловленную спазмом гладких мышц кишечника, и метеоризм. Последнее, а также способность препарата уменьшать гнилостные процессы, являются основанием для его назначения при энтерите, а наличие желчегонных свойств — при холецистите и дискинезии желчного пузыря.

ПЕПЗИМ можно использовать и у здоровых лиц при переедании, употреблении в пищу богатых углеводами и растительной клетчаткой продуктов питания. Препарат можно применять в педиатрической практике, при подготовке к УЗИ органов брюшной полости.

Форма выпуска ПЕПЗИМА (сироп) имеет целый ряд преимуществ: быстрота развития эффекта, удобство применения у детей, пациентов с нарушениями акта глотания, вынужденных находиться длительное время в постели; препарат можно вводить через зонд тяжелобольным.

Компоненты ПЕПЗИМА не всасываются из кишечника и не поступают в системный кровоток, поэтому не проникают через гематоэнцефалический и плацентарный барьер и в грудное молоко, что позволяет применять его при нарушении пищеварения в период беременности и кормления грудью.

ПЕПЗИМ — гарантированная эффективность лечения и цена, доступная потребителю.

По материалам, предоставленным представительством компании
«Дженом Биотек» в Украине

Фармакология, под. ред. Ю. Ф. Крылова и В. М. Бобырева.

Назад

Оглавление
Вперёд

Динамическое равновесие обменных процессов в организме в существенной мере зависит от участия в них биологических катализаторов (ферментов) и состояния ингибирующих систем (антиферментов). Нарушения синтеза или активности ферментативных систем (ферментопатии) могут иметь тяжелые последствия для организма (при дефиците фенилаланингидроксилазы — психическая неполноценность у детей; при недостаточности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы — гемолитическая анемия — и т.п.).

Одним из способов лечения ферментопатии является восполнение дефицита недостающего фермента или кофермента. Так, при снижении секреторной функции желудочно-кишечного тракта вводят препараты ферментов — пепсин, панкреатин, желудочный соки др., при гиповитаминозах — коферменты (кокарбоксилаза, липоевая кислота, коэнзим А и др.).

Наличие у ферментных препаратов фармакологических свойств (в частности, способности вызывать протеолиз, фибринолитическое, противовоспалительное действие) позволяет успешно применять их при различной патологии в хирургической, терапевтической, стоматологической практике. Высокой противовоспалительной активностью обладают протеазы, нуклеазы и лиазы (трипсин, химотрипсин, рибонуклеаза, лидаза), широко используемые при лечении гнойных процессов мягких тканей и костей различной локализации, трофических язв, ожогов, тромбофлебитов, гнойных заболеваний легких и плевры.

Патология, обусловленная или сопровождающаяся чрезмерной активацией ферментных систем (острый панкреатит — активация протеолитических ферментов, повышенная кровоточивость — активация фибринолиза, и др. ), требует лечения ингибиторами ферментов, например, апротинином (контрикал, трасилол).

Препараты ферментов разделяют по субстратной активности на протеолитические ферменты, протеазы (расщепляют белки), нуклеазы (нуклеиновые кислоты), лиазы (мукополисахариды).

Протеолитические ферменты играют важную роль как во многих жизненных процессах (пищеварение, свертывание крови, регуляция кровяного давления), так и при развитии патологических процессов (воспаление, аллергия и т.д.).

В лечебной практике используют препараты, содержащие протеолитические ферменты животного (пепсин, трипсин, химотрипсин), микробного (террилитин, гигролитин, стрептокиназа) и растительного происхождения (папаин, бромелаин).

Они гидролизуют пептидные связи в молекуле белка, вызывая лизис нежизнеспособных тканей. Жизнеспособные ткани влиянию не поддаются, так как молекулы нативных белков стабилизированы рядом нековалентных связей, что сохраняет их структуру, делая недоступными пептидные связи для активного центра протеаз; кроме того, в жизнеспособных тканях имеются специфические ингибиторы протеолитических ферментов.

Трипсин, химотрипсин, террилитин и другие препараты способствуют очищению раневых поверхностей, расплавляя некротизированные ткани и фибринозные образования, разжижая вязкие секреты и экссудаты, сгустки крови, оказывают противовоспалительное действие. Все это улучшает микроциркуляцию ткани, ускоряет процесс регенерации и заживление ран. Действие их физиологично, поскольку в естественных условиях процесс очищения раны также протекает с участием протеаз. Очищение раны от некротизированных тканей устраняет благоприятную среду для микроорганизмов, уменьшает их количество в зоне поражения, облегчает доступ антибактериальных препаратов к очагу воспаления.

Трипсин и химотрипсин можно инъецировать. При введении их внутримышечно или в переходную складку слизистой оболочки полости рта они оказывают противовоспалительное и противоотечное действие, ускоряют рассасывание гематом, активируют процессы регенерации, повышают фагоцитоз.

Препараты протеолитических ферментов иногда вызывают аллергические реакции.

В очаге воспаления под влиянием протеолитических ферментов образуется увеличенное количество биологически активных веществ — кининов (брадикинина и каллидина), которые расширяют сосуды, вызывают гиперемию, увеличивают экссудацию, деление фибробластов, раздражают болевые рецепторы. При высокой активности кининов наблюдается расширение сосудов, снижение артериального и венозного давления, нарушается образование микротромбов. В этих условиях положительный эффект оказывают ингибиторы протеолитических ферментов (пантрипин, контрикал). Они предотвращают развитие некротических изменений в тканях и их распад, снижают количество кининов.

Нуклеазы — ферменты, расщепляющие рибонуклеиновую и дезоксирибонуклеиновую кислоту, используются для лечения хронических гнойных воспалительных процессов. Они снижают вязкость гноя, слизи, оказывают противовоспалительное действие. Нуклеазы способны задерживать размножение ряда патогенных для человека вирусов, которые, проникая в клетку макроорганизма, теряют свою оболочку, и становятся объектом воздействия (незащищенная нуклеиновая кислота) соответствующих ферментов (рибонуклеаза или дезоксирибонуклеаза).

При хронических воспалительных процессах применяют лиазы — ферменты, расщепляющие мукополисахариды, в том числе гиалуроновую кислоту.

Она является основным «цементирующим» соединительную ткань веществом. При деполимеризации гиалуроновой кислоты лиазами проницаемость тканевых барьеров повышается, что в ряде случаев имеет негативное значение, так как может способствовать увеличению отека при острых воспалительных процессах и распространению инфекции и продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Препараты гиалуронидазы — лидаза и ронидаза увеличивают проницаемость тканей, улучшают их трофику, делают более эластичной рубцовую ткань, способствуют рассасыванию гематом, устранению контрактур. Их применяют при лечении хронических воспалительных процессов, мышечных контрактур (например, височно-нижнечелюстного сустава, для размягчений рубцовой ткани, рассасывания гематом. Ронидаза используется только местно. Лидаза — специально очищенный препарат, пригоден для инъекционного введения.

Среди побочных эффектов препаратов ферментов возможны аллергические реакции различной интенсивности (очень редко — анафилактический шок), интоксикации вследствие всасывания токсических продуктов некролиза, а также проявления их раздражающего действия (боль, инфильтраты при инъекциях). С целью уменьшения побочных эффектов препараты не рекомендуется оставлять на длительное время в патологическом очаге; в качестве растворителя при инъекциях целесообразно использовать 0,25-0,5% новокаин; одновременно показано назначение антигистаминных средств и салицилатов.

Применение ферментных препаратов противопоказано при наличии аллергизации организма, злокачественных опухолевых процессов, повышенной кровоточивости, декомпенсации сердечной деятельности, поражении печени и почек.

Препараты:

Трипсин кристаллический

Применяется местно и инъекционно.

Выпускается во флаконах и ампулах по 0,005 и 0,01 г.

Химотрипсин кристаллический

Применяется местно и инъекционно (внутримышечно или в переходную складку полости рта).

Выпускается во флаконах по 0,005 и 0,01 г.

Дезоксирибонуклеаза

Применяется местно и инъекционно.

Выпускается во флаконах и ампулах по 0,005, 0,01, 0,025 и 0,05 г.

Лидаза

Вводится электрофоретически и инъекционно (под рубец, под кожу, внутримышечно). Выпускается во флаконах, содержащих 64 условных единиц сухой стерильной лидазы (0,1 г).

Источники ферментов: животные, растения, грибы

Что такое фермент?

Без ферментов не было бы жизни. Ферменты — это рабочие пчелы, которые заставляют вещи происходить.

Ферменты действуют как биологические катализаторы. Они ускоряют биохимические реакции в наших клетках и влияют на все функции организма, от пищеварения до дыхания. Функционально ферменты облегчают клеточные реакции, которые иначе могут не произойти, за счет снижения порога энергии, необходимой для этих реакций. Некоторые ферменты даже способны обратить стандартный реакционный ответ, достаточно снизив требуемую энергию активации настолько, чтобы реакция шла в противоположном направлении.

Считается, что в организме человека существуют десятки тысяч различных видов ферментов, каждый из которых служит определенной цели. Существует три основных категории ферментов: пищеварительные ферменты, метаболические ферменты и пищевые или растительные ферменты. Категория пищеварительных ферментов состоит из ферментов, вырабатываемых в вашем собственном организме, которые помогают расщеплять пищу на ее основные компоненты для пищеварения. Метаболические ферменты находятся во всем нашем теле — в наших органах, костях, крови и даже в клетках, которые их производят. Они функционируют в поддержку нашего сердца, легких, почек и мозга. Пищевые и растительные ферменты естественным образом присутствуют в сырой пище. Как правило, они выполняют ту же функцию, что и пищеварительные ферменты, но это ферменты, которые мы можем получать с пищей, а не те, которые вырабатывает наш организм. Мы можем получить эти ферменты, употребляя свежие, сырые и сырые продукты, такие как фрукты, овощи, яйца, непастеризованные молочные продукты, мясо и рыбу.

Современное питание, как правило, основано на обработанной и приготовленной пище, но эти процессы разрушают естественные ферменты, содержащиеся в пище. Это ложится тяжелым бременем на наш организм, чтобы субсидировать потребность в ферментах для расщепления этой пищи.

Сырая пища содержит необходимую пропорцию и типы ферментов, необходимые для ее переваривания. Это остается одним из самых больших преимуществ диеты, основанной на сыроедении. Основные компоненты пищи (сахар, белок, крахмал, жир) и их соответствующее количество калорий определяют, какой тип и количество ферментов также присутствуют. Например, фермент амилаза содержится во фруктах с высоким содержанием углеводов, таких как яблоки и персики. Фрукты с высоким содержанием жира, такие как авокадо, содержат фермент липазу.
 

Ниже мы сосредоточимся на ферментах, которые мы получаем из пищевых источников (животных, растений и грибов), и их полезности.

Ферменты животного происхождения

Существует гомеопатическая теория под названием «Закон подобия», которая, по мнению некоторых, применима к ферментам животного происхождения. Хотя источник ферментов животного происхождения, которые мы потребляем, не происходит из человеческого организма, считается, что они могут быть достаточно похожими, чтобы человеческий организм мог лучше справляться с их распознаванием и использованием. Однако важно отметить, что это всего лишь теория.

Получение пищеварительных ферментов из животных источников является сложной задачей, поскольку большая часть мяса и других побочных продуктов животного происхождения, которые мы потребляем, перерабатываются, пастеризуются и/или готовятся, что разрушает натуральные ферменты. Для вегетарианцев или веганов ферменты животного происхождения вряд ли подойдут, а употребление сырого мяса или яиц — опасное занятие из-за риска бактериального заражения.

С точки зрения пищеварения существует несколько важных недостатков, связанных с источниками ферментов животного происхождения. Температурная чувствительность является одним из них. Человеческое тело обычно не имеет такой же температуры, как животное-хозяин этих ферментов, что может быть разрушительным для фермента при попадании в желудочно-кишечный тракт.

Ферменты животного происхождения также действуют исключительно в пределах ограниченного диапазона значений pH, что делает их довольно неэффективными в кишечнике. Они становятся нестабильными в среде с низким уровнем pH (кислой), что приводит к разрушению фермента до того, как он сможет выполнять свою функцию. Это в значительной степени исключает желудок как рабочую среду. В результате для приема животных ферментов они лучше доставляются в организм в составе защитной энтеросолюбильной (полимерной) оболочки, способной противостоять кислотности желудка. Это означает, что ферменты не становятся доступными для организма, пока не достигнут тонкого кишечника. Наиболее распространенным типом ферментов животного происхождения, используемых в пищевых добавках, являются ферменты поджелудочной железы. Однако по причинам, изложенным выше, по общему мнению, лучшими источниками ферментов являются растения и грибы.

Растительные ферменты

Фрукты и овощи обычно употребляются в сыром, натуральном виде. Это устраняет общую проблему с ферментами животного происхождения, сохраняя целостность самих ферментов. Кроме того, растительные пищеварительные ферменты эффективны в широком диапазоне уровней pH. Обычно считается, что этот диапазон составляет от 3,0 до 9,0, что хорошо совместимо с желудочно-кишечной средой человека. В результате растительные ферменты хорошо подходят для поддержания всестороннего здоровья пищеварительной системы.

В растениях часто встречаются четыре важных фермента: протеаза, амилаза, липаза и целлюлоза. Протеаза расщепляет белок, который может присутствовать в мясе, рыбе, птице, яйцах, сыре и орехах. Амилаза помогает вашему организму в расщеплении и последующем усвоении углеводов и крахмалов. Липаза помогает перевариванию жира. Когда в вашем рационе есть продукты, богатые липазой, это снижает нагрузку на желчный пузырь, печень и поджелудочную железу. Целлюлаза присутствует во многих фруктах и ​​овощах и расщепляет пищевые волокна, что повышает их питательную ценность для нашего организма. Присутствие целлюлазы в растительных источниках важно, потому что она не присутствует в организме человека естественным образом.

Фрукты и овощи являются идеальным источником ферментов. Они богаты ферментами и легко потребляются без необходимости приготовления или обработки, в конечном итоге сохраняя полную функциональность ферментов.

Грибковые ферменты

Грибковые ферменты имеют множество применений. Они имеют решающее значение в производстве и приготовлении многих пищевых продуктов, таких как пиво, соевый соус, мисо, выпечка, молочные продукты и переработанные фрукты. Одним из старейших известных применений является роль дрожжей в спиртовом брожении. Грибковые ферменты обычно производятся из грибкового источника, называемого Aspergillus. Например, Aspergillus oryzae используется при приготовлении саке и соевого соуса, а Aspergillus sojae также используется при приготовлении соевого соуса, а также супа мисо.

Одним из самых популярных и известных кулинарных грибов является шампиньон. Некоторые виды грибов продуцируют ферменты, в том числе гидролазы, эстеразы и фенолоксидазы. Грибки и их ферменты также можно найти в дрожжевых спредах и некоторых видах сыров, таких как камамбер и сыры с плесенью.

Грибы могут содержать различные ферменты, такие как протеаза, амилаза, липаза, целлюлаза и тилактаза (поддерживает усвоение лактозы). Подобно растительным ферментам, грибковые ферменты устойчивы к кислотам и могут выживать в диапазоне pH желудка. Они также подходят для вегетарианской диеты, в отличие от ферментов животного происхождения.

Таким образом, если вы заинтересованы в эффективном увеличении потребления ферментов, полезность ферментов растительного и грибкового происхождения перевешивает полезность ферментов животного происхождения.

Для поддержания общего здоровья пищеварительной системы попробуйте принимать жевательные таблетки Enzymedica Digest, Enzymedica Digest, Enzymedica Digest Basic + Пробиотики, Enzymedica Digest Basic, EnzymedicaDigest Gold + Пробиотики или Enzymedica Digest Gold с ATPro.

Для улучшения пищеварения при диете с высоким содержанием жиров, такой как кетогенная диета, попробуйте добавки Enzymedica Lypo Gold.

Нравится, что вы читаете? Не забудьте поставить нам лайк на Facebook, чтобы получать дополнительные блоги о здоровье, раздачи продуктов и сообщество таких же людей, как вы!

Ферменты грибкового и растительного происхождения, необходимые для химической диверсификации инсектицидных алкалоидов лолина в злаково-эпихлоэ симбиоте

. 22 декабря 2014 г.; 9(12):e115590.

doi: 10.1371/journal.pone.0115590.

Электронная коллекция 2014.

Хуан Пан
¹
, Минакши Бхардвадж
²
, Падмаджа Нагабхиру
¹
, Роберт Б. Гроссман
²
, Кристофер Л. Шардл
²

Принадлежности

• ¹ Кафедра патологии растений, Университет Кентукки, Лексингтон, Кентукки, Соединенные Штаты Америки.
• ² Химический факультет, Университет Кентукки, Лексингтон, Кентукки, Соединенные Штаты Америки.

• PMID:

  25531527

• PMCID:

  PMC4274035

• DOI:

  10.1371/journal.pone.0115590

Бесплатная статья ЧВК

Хуан Пан и др.

ПЛОС Один.

2014 .

Бесплатная статья ЧВК

. 22 декабря 2014 г.; 9(12):e115590.

doi: 10.1371/journal.pone.0115590.

Электронная коллекция 2014.

Авторы

Хуан Пан
¹
, Минакши Бхардвадж
²
, Падмаджа Нагабхиру
¹
, Роберт Б. Гроссман
²
, Кристофер Л. Шардл
²

Принадлежности

• ¹ Кафедра патологии растений, Университет Кентукки, Лексингтон, Кентукки, Соединенные Штаты Америки.
• ² Химический факультет, Университет Кентукки, Лексингтон, Кентукки, Соединенные Штаты Америки.

• PMID:

  25531527

• PMCID:

  PMC4274035

• DOI:

  10.1371/journal.pone.0115590

Абстрактный

Лолины представляют собой класс биозащитных алкалоидов, которые продуцируются видами Epichloë, грибковыми эндофитами трав. Эти алкалоиды представляют собой насыщенные 1-аминопирролизидины с эфирным мостиком от С2 до С7 и структурно различаются различными модификациями 1-аминогруппы: -Nh3 (норлолин), -NHCh4 (лолин), -N(Ch4)2 (N -метиллолин), -N(Ch4)Ac (N-ацетиллолин), -NHAc (N-ацетилнорлолин) и -N(Ch4)CHO (N-формиллолин). Помимо цитохрома P450 LolP, который необходим для превращения N-метиллолина в N-формиллолин, ферментативные этапы диверсификации лолина еще не установлены. С помощью изотопной маркировки мы определили, что N-ацетилнорлолин является первым полностью циклизованным алкалоидом лолина, что подразумевает, что в диверсификацию алкалоидов лолина вовлечены этапы деацетилирования, метилирования и ацетилирования. Было предсказано, что два гена кластера генов биосинтеза алкалоидов лолина (LOL), lolN и lolM, кодируют N-ацетамидазу (деацетилазу) и метилтрансферазу соответственно. Нокаутный штамм, лишенный как lolN, так и lolM, останавливал биосинтез N-ацетилнорлолина, а комплементация двумя генами дикого типа восстанавливала продукцию N-формиллолина и N-ацетиллолина. Эти результаты показали, что на стадиях перехода от N-ацетилнорлолина к другим лолинам требуются lolN и lolM. Функция LolM как N-метилтрансферазы была подтверждена ее гетерологичной экспрессией в дрожжах, приводящей к превращению норлолина в лолин и лолина в N-метиллолин. Один из наиболее распространенных лолинов, N-ацетиллолин, наблюдался у некоторых, но не у всех растений с симбиотическими растениями Epichloë siegelii, а при наличии экзогенного лолина асимбиотические растения овсяницы луговой (Lolium pratense) продуцировали N-ацетиллолин, что позволяет предположить, что ацетилтрансфераза растений катализирует Образование N-ацетиллолина. Мы пришли к выводу, что, хотя большинство реакций биосинтеза алкалоидов лолина катализируются грибковыми ферментами, как грибные, так и растительные ферменты ответственны за этапы химической диверсификации в симбио.

Заявление о конфликте интересов

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Цифры

Рисунок 1. Структуры алкалоидов обыкновенного лолина.

Рисунок 1. Структуры алкалоидов обыкновенного лолина.

Замены азота в C1 дифференцируют…

Рисунок 1. Структуры алкалоидов обыкновенного лолина.

Замены азота в C1 отличают лолины.

Рисунок 2. Обогащение дейтерированного N -ацетилнорлолина…

Рисунок 2. Обогащение дейтерированного N -ацетилнорлолина (NANL) при применении тетрадейтерированного экзо -1-ацетемидопирролизидин ([…

Рисунок 2. Обогащение дейтерированного N -ацетилнорлолина (NANL) в результате применения тетрадейтерированного экзо -1-ацетемидопирролизидина ([ ² H ₄ ]AcAP) к культуре, продуцирующей лолиновый алкалоид.

Показаны (A) хроматограмма суммарных ионов ГХ-МС, (B) масс-спектр при времени удерживания 13,948 и (C) 13,921 мин и (D) предложенная схема [ ² H ₄ ]NANL образование из [ ² H ₄ ]AcAP.

Рисунок 3. Замена lolN и lolM…

Рисунок 3. Замена lolN и lolM геном-производителем hph .

(A) Схематическое изображение…

Рисунок 3. Замена lolN и lolM геном-производителем hph .

(A) Схематическое изображение замены lolN — lolM маркерным геном hph посредством гомологичной рекомбинации. Показаны карты дикого типа lolN и lolM в Epichloë festucae E2368 (WT), вектор-мишень (pKAES323) и локус после гомологичной рекомбинации (KO). Черные столбцы представляют последовательность ДНК, а закрашенные стрелки представляют гены. Изогнутые синие линии на полосах обозначают Hin dIII места пищеварения. Цветные стрелки обозначают праймеры, используемые для создания pKAES323 и для скрининга трансформантов. (B) Саузерн-блоттинг штаммов E. festucae . E2368 дикого типа и трансформанты зондировали фрагментом lolN или геном lolM , амплифицированным из E2368 (старый зонд удаляли с мембраны перед новой гибридизацией). Дорожки содержали расщепленных Hin dIII геномной ДНК из E2368 (WT), lolN — lolM 9нокаут-трансформант 0190 (KO), эктопический трансформант E2368 с pKAES323 (Ect) и E2368, трансформированный пустым вектором pKAES173 (WT+vec).

Рисунок 4. Кривые ГХ-МС, показывающие профили алкалоидов лолина…

Рисунок 4. Кривые ГХ-МС, показывающие профили лолин-алкалоидов овсяницы луговой, симбиотической с различными E. festucae…

Рисунок 4. Кривые ГХ-МС, показывающие профили лолин-алкалоидов овсяницы луговой, симбиотической с различными штаммами E. festucae .

(A) lolN — lolM , нокаут (KO), (B) контрольный трансформант с пустым вектором (WT+vec) и (C и D) комплементарные штаммы (KO+ lolN + lolM ) . Номера после комплементационных штаммов представляют различные растения овсяницы луговой, инокулированные независимыми трансформантами. (E) Предполагаемая роль LolN и LolM (эта работа) и заявленная роль LolP в пути биосинтеза с N -ацетилнорлолин (NANL) до конечного продукта, N -формиллолин (NFL).

Рисунок 5. Частичное выравнивание аминокислотной последовательности LOLN…

Рисунок 5. Частичное выравнивание аминокислотной последовательности LolN Epichloë coenophiala e4309 и N -formylloline (NFL)…

Рисунок 5. Частичное выравнивание аминокислотной последовательности LolN из Epichloë coenophiala e4309 и N -продуценты формиллолина (NFL).

Последовательности, обведенные красной рамкой, представляют собой три разных изолята E. coenophiala . Ecoe  =  Epichloë coenophiala , Eaot  =  Epichloë aotearoae , Efes  =  Epichloë festucae , Echis  =  Epichloë chisosa , Esig  =  Epichloë siegelii , Eunci  =  Epichloë uncinata .

Рис. 6. Анализ активности метилтрансферазы LolM.

Рис. 6. Анализ активности метилтрансферазы LolM.

(A) Хроматограмма алкалоидов лолина при инкубации…

Рисунок 6. Анализ активности метилтрансферазы LolM.

(A) Хроматограмма алкалоидов лолина в результате инкубации норлолина и AdoMet с белковым экстрактом дрожжей, трансформированных пустым вектором. (B) Хроматограмма алкалоидов лолина в результате инкубации норлолина и AdoMet с экстрактом неочищенного белка дрожжей, экспрессирующих LolM. (C) Хроматограмма алкалоидов лолина в результате инкубации лолина и AdoMet с белковым экстрактом дрожжей, трансформированных пустым вектором. (D) Хроматограмма алкалоидов лолина в результате инкубации лолина и AdoMet с экстрактом неочищенного белка дрожжей, экспрессирующих LolM. (E) Предлагаемая схема лолин и N -метиллолин (NML) образование из норлолина. AdoHcy  =  S -аденозилгомоцистеин.

Рисунок 7. Хроматограмма GC-MS алкалоидов лолина…

Рис. 7. Хроматограмма GC-MS алкалоидов лолина после применения лолина к асимбиотическим растениям.

Показан…

Рисунок 7. Хроматограмма GC-MS алкалоидов лолина после применения лолина к асимбиотическим растениям.

Показаны алкалоиды лолина, экстрагированные при применении лолина к (A и B) без эндофитов (E-) овсянице луговой (MF) и (C и D) E- райграсу многолетнему (PRG), (E) масс-спектр N -ацетиллолин (NAL) от применения лолина к E-овсянице луговой, и (F) предлагаемая схема образования NAL из лолина. Хинолин добавляли в качестве внутреннего стандарта (истд). Немеченые пики представляют собой нелолиновые алкалоидные соединения. Цифры после MF или PRG указывают на независимые испытания.

Рисунок 8. Обобщенный путь биосинтеза лолин-алкалоидов.

Маркировка…

Рисунок 8. Обобщенный путь биосинтеза лолин-алкалоидов.

Стрелки с метками указывают на этапы, способствующие разнообразию…

Рисунок 8. Обобщенный путь биосинтеза лолин-алкалоидов.

Стрелки с метками обозначают шаги, которые способствуют разнообразию лолинов. Наличие или отсутствие функциональных копий lol0, lolN, lolM или lolP или активность ацетилтрансферазы в растении определяют, какие алкалоиды накапливаются в симбиотическом растении в качестве конечных продуктов пути.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Продукция лолиновых алкалоидов эндофитом травы Neotyphodium uncinatum в определенных средах.

  Бланкеншип Д.Д., Спиринг М.Дж., Уилкинсон Х.Х., Фаннин Ф.Ф., Буш Л.П., Шардл К.Л.
  Бланкеншип Дж. Д. и соавт.
  Фитохимия. 2001 Октябрь; 58 (3): 395-401. doi: 10.1016/s0031-9422(01)00272-2.
  Фитохимия. 2001.

  PMID: 11557071

• Роль монооксигеназы цитохрома P450 LolP в биосинтезе алкалоидов лолина.

  Spiering MJ, Faulkner JR, Zhang DX, Machado C, Grossman RB, Schardl CL.
  Спиринг М.Дж. и соавт.
  Генетика грибов Биол. 2008 г., сен; 45 (9): 1307-14. doi: 10.1016/j.fgb.2008.07.001. Epub 2008 8 июля.
  Генетика грибов Биол. 2008.

  PMID: 18655839

• Регуляция химической защиты от травоядных, производимая симбиотическими грибами в травянистых растениях.

  Zhang DX, Nagabhyru P, Schardl CL.
  Чжан Д. С. и др.
  Завод Физиол. 2009 г., июнь; 150 (2): 1072-82. doi: 10.1104/стр.109.138222. Epub 2009 29 апреля.
  Завод Физиол. 2009.

  PMID: 19403726
  Бесплатная статья ЧВК.

• Вклад грибных лолиновых алкалоидов в защиту от тлей при травяно-эндофитном мутуализме.

  Wilkinson HH, Siegel MR, Blankenship JD, Mallory AC, Bush LP, Schardl CL.
  Уилкинсон Х.Х. и соавт.
  Mol Plant Microbe Interact. 2000 г., 13 октября (10): 1027-33. doi: 10.1094/MPMI.2000.13.10.1027.
  Mol Plant Microbe Interact. 2000.

  PMID: 11043464

• Лолиновые алкалоиды: Валюты мутуализма.

  Шардл С.Л., Гроссман Р.Б., Нагабхайру П., Фолкнер Дж.Р., Маллик УП.
  Шардл С.Л. и соавт.
  Фитохимия. 2007 апр;68(7):980-96. doi: 10.1016/j.phytochem.2007.01. 010. Epub 2007 7 марта.
  Фитохимия. 2007.

  PMID: 17346759

  Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Геномные последовательности от теломер к теломерам у одного рода выявляют сильно различающиеся скорости хромосомной перестройки, но абсолютный застой хромосомного числа.

  Кену М., Трейндл А.Д., Ли К., Такемото Д., Тюнен Т., Ашрафи С., Винтер Д., Гэнли Р.Д., Лейхтманн А., Янг К.А., Кокс М.П.
  Кеню М. и др.
  J Fungi (Базель). 2022 25 июня; 8 (7): 670. дои: 10.3390/jof8070670.
  J Fungi (Базель). 2022.

  PMID: 35887427
  Бесплатная статья ЧВК.

• Синтез 6,6- и 7,7-дифтор-1-ацетамидопирролизидинов и их окисление, катализируемое негемовой Fe-оксигеназой LolO.

  Пант Н. , Венгер Э.С., Кребс К., Боллинджер Дж.М. мл., Гроссман Р.Б.
  Пант Н. и др.
  Химбиохим. 2022 5 июля; 23 (13): e202200081. doi: 10.1002/cbic.202200081. Epub 2022 17 мая.
  Химбиохим. 2022.

  PMID: 35482316

• Определение алкалоидов лолина и биомассы мицелия в инфицированных эндофитами Schedonorus Pratensis с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области спектра и хемометрии.

  Каньяно Г., Васкес-де-Алдана Б.Р., Асп Т., Рулунд Н., Дженсен К.С., Сото-Барахас М.С.
  Каньяно Г. и др.
  Микроорганизмы. 2020 21 мая; 8 (5): 776. doi: 10.3390/microorganisms8050776.
  Микроорганизмы. 2020.

  PMID: 32455703
  Бесплатная статья ЧВК.

• Классификация алкалоидов по исходным веществам путей их биосинтеза с использованием графовых сверточных нейронных сетей.

  Эгучи Р., Оно Н., Хираи Морита А., Кацураги Т., Накамура С., Хуанг М., Альтаф-Ул-Амин М., Каная С.
  Эгучи Р. и соавт.
  Биоинформатика BMC. 2019 9 июля; 20 (1): 380. doi: 10.1186/s12859-019-2963-6.
  Биоинформатика BMC. 2019.

  PMID: 31288752
  Бесплатная статья ЧВК.

• Пирролизидиновые алкалоиды: биосинтез, биологическая активность и присутствие в сельскохозяйственных растениях.

  Шрамм С., Кёлер Н., Рожон В.
  Шрамм С. и др.
  Молекулы. 2019 30 января; 24 (3): 498. doi: 10.3390/молекулы24030498.
  Молекулы. 2019.

  PMID: 30704105
  Бесплатная статья ЧВК.

  Обзор.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

использованная литература

1. 1. Шардл К.Л., Флореа С., Пан Дж., Нагабхиру П. , Бек С. и др. (2013) Эпихлои: разнообразие алкалоидов и их роль в симбиозе с травами. Curr Opin Plant Biol 16: 480–488.

      —

      ЧВК

      —

      пабмед

2. 1. Schardl CL, Grossman RB, Nagabhyru P, Faulkner JR, Mallik UP (2007)Лолиновые алкалоиды: валюты мутуализма. Фитохимия 68: 980–996.

      —

      пабмед

3. 1. Moon CD, Craven KD, Leuchtmann A, Clement SL, Schardl CL (2004)Распространенность межвидовых гибридов среди бесполых эндофитов грибов трав. Мол Экол 13: 1455–1467.

      —

      пабмед

4. 1. Гимир С.Р., Руджерс Дж.А., Чарльтон Н.Д., Янг С., Крейвен К.Д. (2011)Распространенность внутривидового гибрида Neotyphodium в естественных популяциях толстого тростника (Cinna arundinacea L.) из восточной части Северной Америки. Микология 103: 75–84.

      —

      пабмед

5. 1. Кан И, Цзи И, Чжу К, Ван Х, Мяо Х и др. (2011) Новый вид Epichloë с межвидовым гибридным происхождением от Poa pratensis ssp. pratensis в Лияне, Китай. Микология 103: 1341–1350.