Плесневые грибы
Плесневые грибы развиваются сапротрофно в почве, на увлажненных продуктах, плодах и овощах, на животных и растительных остатках, образуя пушистые или паутинистые налеты (плесень) серого, зеленого, черного, сизого цвета. Плесневые грибы встречаются среди зигомицетов (например, мукор), сумчатых и несовершенных грибов.
Мукор. Класс Зигомицеты .
Мукор. Класс Зигомицеты .
Мицелий несептированный, ветвящийся, многоядерный (ядра содержат гаплоидный набор хромосом), имеющий вид белой плесени.
Образует многочисленные вертикальные спорангиеносцы со спорангиями. В спорангиях эндогенно образуется до 10 тыс. многоядерных спор.
Попадая в подходящие условия, споры прорастают и дают начало новому мицелию мукора. Так происходит бесполое размножение мукора.
При истощении субстрата мукор переходит к половому размножению по типу зигоогамии (гаметангиогамии).
Род Пенициллиум (Penicillium ) Hyphomycetales Deuteromycota )..
Род Пенициллиум (Penicillium ) относится к порядку гифомицетов (Hyphomycetales ) из класса несовершенных грибов (Deuteromycota )..
Его мицелий состоит из разветвленных нитей, разделенных перегородками на клетки, а спороношение напоминает кисть, отсюда и его название «кистевик» На концах разветвленных конидиеносцев образуются цепочки конидий, с помощью которых пеницилл размножается. Этот гриб встречается в виде плесени (зеленого, сизого, голубого цвета) на почве и продуктах растительного происхождения (на плодах, овощах, варенье, томатной пасте и др.). Некоторые виды пеницилла используются для приготовления пенициллина- одного из наиболее известных антибиотиков.
Пенициллы
Пенициллы
Род Пенициллиум (Penicillium ) относится к порядку гифомицетов (Hyphomycetales ) из класса несовершенных грибов (Deuteromycota )..
Еще в XV–XVI вв. в народной медицине при лечении гнойных ран использовалась зеленая плесень. В 1928 г. английский микробиолог Александр Флеминг заметил, что пеницилиум, случайно попавший в культуру стафилококка, полностью подавил рост бактерий. Эти наблюдения Флеминга легли в основу учения об антибиозе (антагонизме между отдельными видами микроорганизмов). В развитии исследований микробного антагонизма значительную роль сыграли Л.Пастер, И.И. Мечников.
пенициллином Г.Флори и Э.Чейном,
Противомикробное действие зеленой плесени обусловлено особым веществом – пенициллином , выделяемым этим грибом в окружающую среду. В 1940 г. пенициллин был получен в чистом виде английскими исследователями Г.Флори и Э.Чейном,
а в 1942 г., независимо от них, советскими учеными З.В. Ермольевой и Т.И. Балезиной . Во время второй мировой войны пенициллин спас жизни сотен тысяч раненых.
Пенициллин
Пенициллин применяют при пневмонии, сепсисе, гнойничковых заболеваниях кожи, ангине, скарлатине, дифтерии, ревматизме, сифилисе, гонорее и других заболеваниях, вызванных грамположительными бактериями.
Но зеленые плесени успешно применяются не только в медицине. Большое значение имеют пенициллы вида P.roqueforti . В природе они обитают в почве и при приготовлении сыров, характеризующихся «мраморностью»: «Рокфор», родиной которого является Франция, сыр «Горгонцола» из Северной Италии, сыр «Стилон» из Англии и др. При приготовлении мягких французских сыров «Камамбер», «Бри» и некоторых других используются P.camamberti и P.caseicolum ,
Широкое применение в биотехнологии получила способность A.niger A.niger, cпocoбны cинтeзиpoвaть
Широкое применение в биотехнологии получила способность A.niger и других видов этой группы к образованию лимонной, щавелевой, глюконовой, фумаровой кислот . Кроме органических кислот аспергиллы, и в частности A.niger, cпocoбны cинтeзиpoвaть витамины: биотин, тиамин, рибофлавин и др.
Одноклеточные грибы
Одноклеточные грибыне имеют мицелия и представляют собой неподвижные клетки овальной формы размером 2-10 мкм с одним ядром.
Размножаются дрожжи почкованием или делением. У них наблюдается и половой процесс, протекающий в виде копуляции двух клеток. Образовавшаяся при этом зигота превращается в сумку с А -8 спорами.
Наибольшее практическое значение имеют пекарские дрожжи, представленные несколькими сотнями рас - винными, пивными, хлебопекарными и др. Они применяются в пивоварении, хлебопечении, производстве спирта. Винные дрожжи встречаются в природе на поверхности плодов (например, винограда), в нектаре цветков, в истечениях деревьев и используются в виноделии
Применение.
Применение.
Класса несовершенных, насчитывающий более 250 видов. Особое значение имеет зеленая кистевидная плесень – пеницилл золотистый, так как используется человеком для производства пенициллина.
Естественной средой обитания пенициллов является почва. Пенициллы часто можно увидеть в виде зеленого или голубого плесневого налета на разнообразных субстратах, в основном, растительных. Гриб пеницилл имеет сходное строение с аспергиллом, также относящимся к плесневым грибам. Вегетативный мицелий пеницилла ветвящийся, прозрачный и состоит из множества клеток. Отличие пеницилла от мукора в том, что его грибница многоклеточная, тогда как у мукора – одноклеточная. Гифы гриба пеницилла либо погружены в субстрат, либо расположены на его поверхности. От гиф отходят прямостоячие или приподнимающиеся конидиеносцы. Эти образования ветвятся в верхнем отделе и формируют кисточки, несущие цепочки одноклеточных окрашенных спор – конидий. Кисточки пенициллов могут быть нескольких видов: одноярусные, двухярусные, трехярусные и несимметричные. У некоторых видов пенициллов конидии образуют пучки – коремии. Размножение пеницилла происходит с помощью спор.
Многие из пенициллов обладают положительными качествами для человека. Они продуцируют ферменты, антибиотики, что обусловливает их широкое применение в фармацевтической и пищевой промышленности. Так, антибактериальный препарат пенициллин получают при использовании Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum. Изготовление антибиотика происходит в несколько этапов. Вначале культуру гриба получают на питательных средах с добавлением кукурузного экстракта для лучшей продукции пенициллина. Затем выращивают пенициллин по способу погруженных культур в особых ферментаторах объемом в несколько тысяч литров. После извлечения пенициллина из культуральной жидкости проводится его обработка органическими растворителями и растворами солей до получения конечного продукта – натриевой или калиевой соли пенициллина.
Также плесневые грибы из рода Penicillium широко применяются в сыроварении, в частности, Penicillium camemberti, Penicillium Roquefort. Эти плесени используются в изготовлении «мраморных» сыров, к примеру, «Рокфор», «Горнцгола», «Стилтош». Все перечисленные виды сыров имеют рыхлую структуру, а также характерный вид и запах. Культуры пенициллов применяются на определенном этапе изготовления продукта. Так, при производстве сыра «Рокфор» используется селекционный штамм гриба Penicillium Roquefort, который может развиваться в рыхло спрессованном твороге, так как отлично переносит низкую концентрацию кислорода, а также устойчив к повышенному содержанию солей в кислой среде. Пеницилл выделяет протеолитические и липолитические ферменты, оказывающие воздействие на молочные белки и жиры. Сыр под влиянием плесневых грибов приобретает маслянистость, рыхлость, характерный приятный вкус и запах.
В настоящее время ученые проводят дальнейшие исследовательские работы по изучению продуктов обмена веществ пенициллов, чтобы в будущем их можно было использовать на практике в разных отраслях хозяйства.
Пенициллы относятся к роду плесневых грибов, их официальное название – Penicillum. Все виды этого рода, к примеру, Penicillium roqueforti, вызывают плесень на органических продуктах или в среде, обогащенной питательными веществами и повышенной влажностью. Кроме того, эти грибки способны вызывать аллергические заболевания у человека, становясь причиной астмы, бронхита, заболевания легких и онихомикозов.
Специфичные качества гриба применяются для изготовления антибиотика, для ферментации некоторых видов сыра при варении.
Пенициллы являются одними из распространенных грибов, сходные по строению с Аспергиллами, этот род грибов менее чувствителен к низким температурам, что определяет его развитие и рост в почвах умеренного климата, схожего с отечественным.
Естественная среда обитания Penicillium spp. – почва, где данный вид размножается при помощи конидий, весьма развитых, в отличие от Аспергилл. Кроме того, плесневые грибы имеют склероции – своеобразные резервуары, служащие для них капсулой-убежищем в неблагоприятный период роста или жизни.
Этот вид плесневых предпочитает теплую и влажную почву, субстрат, обогащенный органическими питательными веществами, для Пеницилл это легкоокисляемые углеводы и азотсодержащие вещества.
Состав среды для роста штамма Пеницилл:
- глюкоза;
- лактоза;
- крахмал;
- сахароза;
- сульфаты калия, натрия.
В лабораторных условиях некоторые штаммы гриба искусственно культивируют, используя неорганическую среду для биосинтеза.
Польза
Внезапный интерес к Пенициллам возник в конце 19 века при открытии свойства плесневого гриба штамма Penicillium notatum, убивать кокковую и некоторую бактериальную среду. Кроме того, сам процесс жизнедеятельности гриба, оказался, в некотором роде полезным, для сыроваров, использующих штамм Penicillium roqueforti для производства сыра Рокфор, обладающего благодаря Пенициллам изысканной голубой плесенью и специфическим вкусом.
Особое свойство этих грибов – продуцировать глюконовую, лимонную кислоты, пектиновые вещества, пенициллин. Кроме фармацевтики, это свойство используется в пищевой промышленности, при производстве соков – фермент Пеницилл используют для осветления полуфабрикатов.
Вред
Кроме положительных качеств, грибы рода Penicillium обладают и негативными свойствами, в частности некоторые штаммы способны вызывать оникомикозы на ногтях человека, аллергические заболевания дыхательных путей.
- Penicillium tardum;
- Penicillium expansum.
- Штамм Penicillium tardum – встречается в жилых помещениях, аллерген, вызывающий развитие болезней дыхательных путей.
- Штамм P. expansum – распространенный вредитель зерновых культур, злаков, яблочной плесени.
Существуют и другие штаммы, действующие на продукты питания или сельскохозяйственные зерновые культуры подобным образом. Для человеческого здоровья одни из наиболее небезопасных штаммов:
- P. glaucum;
- P. chrysogenum;
- P. funiculosum.
Это правило, справедливо и для микозов, поражающих человеческий организм – снижение барьерной функции организма приводит к возникновению заболеваний как воспалительного, так и инфекционного характера.
Заболевания, вызываемые грибами
В период роста колоний и жизнедеятельности, плесневые грибы выделяют продукты метаболизма, токсические вещества. С увеличением роста колонии, соответственно, растет уровень токсического воздействия на окружающую среду.
Токсины плесневых грибов:
- Патулин;
- Цитринин;
- Охратоксин;
- Афлатоксин и проч.
Патулин
При попадании в организм раздражает желудочно-кишечный тракт, вызывая рвоту и понос. Обладает выраженным мутагенным и токсикогенным свойством, это значит, что существует риск нарушения ДНК-цепи при попадании определенной дозы в организм, с соответствующими последствиями.
При введении небольшой дозы микотоксина в организм изменений не наблюдается, однако, яд не накапливается в организме. Смертельная доза для человека на практике не рассчитана, но существует предположение, что летальный исход наступает при определенной к весу дозе, в результате отечности легких.
Условно переносимая доза – 6,5 мкг/кг массы тела в неделю.
Цитринин
Токсин, который при прямом воздействии на организм, вызывает поражение почек у человека.
Охратоксин
Имеет выраженное нефротоксическое действие, подобно цитринину, токсин особо опасен для беременных женщин, вызывая у плода отклонения от нормы на физиологическом уровне.
Афлатоксин
Этот микотоксин является природным загрязнителем злаковых культур, арахиса, подсолнечника и других масляничных культур. Это выраженный гепатоканцероген, вызывающий раковые опухоли злокачественного характера.
Зеараленон
Токсин Зеараленон – токсин, имеющий выраженное эстрогенное действие, природный анаболик, увеличивающий количество мужских гормонов в организме.
Остальные проявления плесени
Как правило, в повседневной жизни люди больше привыкли сталкиваться с обычными проявлениями плесени, которая может быть образована на продуктах питания:
- на яблоках;
- персиках;
- апельсинах;
- лимонах.
Причина ее возникновения может быть разной – от наличия на фрукте проколов до неправильных условий хранения. Употреблять в пищу фрукты на которых образовалась плесень или гниль не стоит, даже если вырезать испорченную часть.
Отдельно стоит упомянуть о плесени, образующейся в жилых помещениях. Как правило, это помещения:
- с низкой циркуляцией воздуха;
- с отсутствием вентиляции;
- повышенной влажностью.
Такие условия наиболее благоприятны для развития плесени, которая может быть причиной частых простудных заболеваний, астмы, разного рода аллергий. Если при полноценном питании тревожат следующие симптомы, следует проверить помещение на наличие грибковых поражений стен, окон или полов.
Симптоматика
Симптомы микотических заболеваний:
- Частая простуда.
- Кашель, насморк без прогрессирования воспалительных заболеваний.
- Астматическая одышка.
- Рецидивирующие сезонные высыпания на коже.
- Изменение структуры ногтевых пластин.
- Диарея, частые проблемы с кишечником.
- Головная боль.
- Нервозность, бессонница, депрессивное состояние.
- Общая слабость, незначительное повышение температуры.
Если симптомы повторяются через небольшие промежутки времени, сезонно или безо всякой причины (прием препаратов, хроническое установленное заболевание) и дополнительный прием витаминных комплексов не приносит или приносит кратковременный эффект, следует проверить квартиру на предмет грибка.
В жилых помещениях грибок встречается:
- в ванных комнатах;
- под окнами;
- на стенах под раковинами.
Также, может попадать в квартиру с грязью и пылью с улицы. Для устранения порой достаточно обработки стены и последующей поддержки гигиены в квартире.
Онихомикоз, вызываемый плесневыми грибами рода Пенициллум встречается реже, чем Кандида или другими, но также, вероятен. Лечение в любом случае нужно начинать с диагностики, которая определяет конкретный инфекционный агент, поражающий ноготь.
Аллергическая астма, вызываемая плесневыми грибами, имеет все симптомы полноценного заболевания, и определить истинное это заболевание или аллергическая реакция, тоже возможно после диагностики.
Не стоит недооценивать влияние на организм грибов, плесени в доме, т.к. для людей со сниженным иммунитетом – больных, младенцев, детей, стариков и беременных женщин – это может быть чревато серьезными последствиями.
Заключение
В заключение стоит напомнить, что как любая инфекция, грибковая опасна при снижении иммунитета, поэтому, в первую очередь, начинать лечение стоит с укрепления иммунной системы.
|
пенициллин, пенициллиновый ряд
Penicillium Link, 1809
(лат. Penicillium) - плесневой гриб, образующийся на продуктах питания и вследствие этого портящий их. Penicillium notatum, один из видов этого рода, - источник первого в истории антибиотика пенициллина, изобретённого Александром Флемингом.
- 1 Открытие пеницилла
- 2 Размножение и строение пеницилла
- 3 Происхождение термина
- 4 См. также
- 5 Ссылки
Открытие пеницилла
В 1897 году молодой военврач из Лиона по имени Эрнест Дюшен сделал «открытие», наблюдая за тем, как арабские мальчишки-конюхи применяют плесень с ещё сырых седел для обработки ран на спинах лошадей, натертых этими же самыми седлами. Дюшен тщательно исследовал взятую плесень, определил её как Penicillium glaucum, опробовал на морских свинках для лечения тифа и обнаружил её разрушающее действие на бактерии Escherichia coli. Это было первое в истории клиническое испытание того, что вскоре станет известным всему миру пенициллином.
Молодой человек представил результаты своих исследований в виде докторской диссертации, настойчиво предлагая продолжить работу в данной области, однако парижский Институт Пастера не удосужился даже подтвердить получение документа - видимо, потому, что Дюшену было всего двадцать три года.
Заслуженная слава пришла к Дюшену уже после смерти, в 1949 году, - через 4 года после того, как сэр Александр Флемминг был удостоен Нобелевской премии за открытие (уже в третий раз) антибиотического эффекта пеницилла.
Размножение и строение пеницилла
Естественной средой обитания пеницилла является почва. Пеницилл часто можно увидеть в виде зелёного или голубого плесневого налета на разнообразных субстратах, в основном, растительных. Гриб пеницилл имеет сходное строение с аспергиллом, также относящимся к плесневым грибам. Вегетативный мицелий пеницилла ветвящийся, прозрачный и состоит из множества клеток. Отличие пеницилла от мукора в том, что его грибница многоклеточная, тогда как у мукора - одноклеточная. Гифы гриба пеницилла либо погружены в субстрат, либо расположены на его поверхности. От гифов отходят прямостоячие или приподнимающиеся конидиеносцы. Эти образования ветвятся в верхнем отделе и формируют кисточки, несущие цепочки одноклеточных окрашенных спор - конидий. Кисточки пеницилла могут быть нескольких видов: одноярусные, двухъярусные, трехъярусные и несимметричные. У некоторых видов пеницилла конидийконидии образуют пучки - коремии. Размножение пеницилла происходит с помощью спор.
Происхождение термина
Термин «пеницилл» был придуман Флеммингом в 1929 году. По счастливой случайности, явившейся результатом стечения ряда обстоятельств, учёный обратил внимание на антибактериальные свойства плесени, которую он определил как Penicillium rubrum. Как выяснилось, определение Флемминга оказалось неверным. Лишь через много лет Чарльз Том откорректировал его оценку и дал грибку правильное название - Penicillum notatum.
Данная плесень изначально именовалась Penicillium из-за того, что под микроскопом её спороносные лапки выглядели как крошечные кисточки.
См. также
- Penicillium camemberti
- Penicillium funiculosum
- Penicillium roqueforti
Ссылки
пеницилламин, пенициллин, пенициллин гэж юу вэ, пенициллин инструкция, пенициллин история, пенициллин открытие, пенициллин формула, пенициллиновый ряд, пенициллины 5 поколение, пенициллины бүлгийн
Пеницилл Информацию О
Пенициллы по праву занимают первое место по распространению среди гифомицетов. Естественный резервуар их - почва, причем они, будучи в большинстве видов космополитами, в отличие от аспергиллов, приурочены больше к почвам северных широт.
Как и аспергиллы, они наиболее часто обнаруживаются в виде плесневых налетов, состоящих в основном из конидиеносцев с конидиями, на самых разных субстратах, главным образом растительного происхождения.
Представители этого рода были обнаружены одновременно с аспергиллами благодаря их в общем сходной экологии, широкому распространению и морфологическому сходству.
Мицелий пенициллов в общих чертах не отличается от мицелия аспергиллов. Он бесцветный, многоклетный, ветвящийся. Основное различие между этими двумя близкими родами заключается в строении конидиального аппарата. У пенициллов он более разнообразен и представляет собой в верхней части кисточку различной степени сложности (отсюда его синоним «кистевик»). На основе строения кисточки и некоторых других признаков (морфологических и культуральных) в пределах рода установлены секции, подсекции и серии.
Самые простые конидиеносцы у пенициллов несут на верхнем конце только пучок фиалид, образующих цепочки конидий, развивающихся базипетально, как у аспергиллов. Такие конидиеносцы называют одномутовчатыми или моновертициллятными (рис 1 и 2).
Рис. 1. Строение конидиеносцев у аспергилл
Рис. 2. Строение конидиеносцев у пеницилл
Более сложная кисточка состоит из метул, т. е. более или менее длинных клеток, расположенных на вершине конидиеносца, а на каждой из них находится по пучку, или мутовке, фиалид. При этом метулы могут быть или в виде симметричного пучка, или в небольшом количестве и тогда одна из них как бы продолжает основную ось конидиеносца, а другие располагаются на нем не симметрично. В первом случае они называются симметричными (секция Biverticillata-symmetrica), во втором - асимметричными. Асимметричные конидиеносцы могут иметь еще более сложное строение: метулы тогда отходят от так называемых веточек. И наконец, у немногих видов как веточки, так и метулы могут быть расположены не в один «этаж», а в два, три и больше. Тогда кисточка оказывается как бы многоэтажной, или многомутовчатой.
Детали строения конидиеносцев (гладкие они или шиповатые, бесцветные или окрашенные), размеры их частей могут быть различны в разных сериях и у разных видов, так же как форма, строение оболочки и размеры зрелых конидий. Так же как у аспергиллов, у некоторых пенициллов имеется высшее спороношение - сумчатое (половое). Сумки так же развиваются в нлейстотециях, похожих на клейстотеции аспергиллов. Эти плодовые тела были впервые изображены в работе О. Брефельдом.
Интересно, что у пенициллов существует та же закономерность, которая отмечена для аспергиллов, а именно: чем проще строение конидиеносного аппарата (кисточки), тем у большего числа видов мы находим клейстотеции. Таким образом, чаще всего они обнаруживаются в секциях Monoverticillata и Biverticillata-Symmetrica. Чем сложнее кисточка, тем меньше в этой группе встречается видов с клейстотециями. Так, в подсекции Asymmetrica-Fasciculata, характеризующейся особенно мощными конидиеносцами, объединенными в коремии, нет ни одного вида с клейтотециями. Из этого можно заключить, что эволюция пенициллов шла в направлении усложнения конидиеносного аппарата, возрастающей продукции конидий и угасания полового размножения. По этому поводу можно высказать некоторые соображения. Так как у пенициллов, как и у аспергиллов, имеется гетерокариозис и парасексуальный цикл, то эти особенности представляют собой ту базу, на основе которой могут возникать новые формы, приспосабливающиеся к разным экологическим условиям и способные завоевать новые жизненные пространства для особей вида и обеспечивать его процветание. В соединении с тем огромным количеством конидий, которые возникают на сложном конидиеносце (оно измеряется десятками тысяч), в то время как в сумках и в нлейстотециях в целом количество спор несоизмеримо меньше, общая продукция этих новых форм может быть очень велика. Таким образом, наличие парасексуального цикла и эффективного образования конидий, по существу, обеспечивает грибам ту выгоду, которую другим организмам доставляет половой процесс по сравнению с бесполым или вегетативным размножением.
В колониях многих пенициллов, как у аспергиллов, имеются склероции, служащие, по-видимому, для перенесения неблагоприятных условий.
Таким образом, в морфологии, онтогенезе и других особенностях аспергиллов и пенициллов имеется очень много общего, что позволяет предполагать их филогенетическую близость. Некоторые пенициллы из секции Monoverticillata имеют сильно расширенную верхушку конидиеносца, напоминающую вздутие конидиеносца аспергиллов, и, как аспергиллы, встречаются чаще в южных широтах.
Внимание к пенициллам возросло, когда у них впервые была открыта способность образовывать антибиотик пенициллин. Тогда в изучение пенициллов включились ученые самых разнообразных специальностей: бактериологи, фармакологи, медики, химики и т. д. Это вполне понятно, так как открытие пенициллина было одним из выдающихся событий не только в биологии, но и в ряде других областей, особенно в медицине, ветеринарии, фитопатологии, где антибиотики нашли затем самое широкое применение. Именно пенициллин был первым открытым антибиотиком. Широкое признание и применение пенициллина сыграло большую роль в науке, так как ускорило открытие и введение в лечебную практику других антибиотических веществ.
Лечебные свойства плесеней, образуемых колониями пенициллов, были впервые отмечены русскими учеными В. А. Манассеиным и А. Г. Полотебновым еще в 70-х годах 19-го века. Они использовали эти плесени для лечения кожных заболеваний и сифилиса.
В 1928 г. в Англии профессор А. Флеминг обратил внимание на одну из чашек с питательной средой, на которую была посеяна бактерия стафиллококк. Колония бактерии перестала расти под действием попавшей из воздуха и развивавшейся в этой же чашке сине-зеленой плесени. Флеминг выделил гриб в чистую культуру (зто оказался Penicillium notatum) и продемонстрировал его способность продуцировать бактериостатическое вещество, которое он назвал пенициллином. Флеминг рекомендовал использовать это вещество и отметил, что его можно применять в медицине. Однако значение пенициллина стало очевидным в полной мере лишь в 1941 г. Флори, Чейн и другие описали методы получения, очистки пенициллина и итоги первых клинических испытаний этого препарата. После этого была намечена программа дальнейших исследований, включавшая поиски более подходящих сред и способов культивирования грибов и получения более продуктивных штаммов. Можно считать, что именно с работ по повышению продуктивности пенициллов началась история научной селекции микроорганизмов.
Еще в 1942-1943 гг. было установлено, что способностью продуцировать большое количество пенициллина обладают также некоторые штаммы другого вида - P. Chrysogenum.
Penicillium chrysogenum. Фото: Carl Wirth
Конидиеносцев у пеницилл под микроскопом. Фото: AJ Cann
Вначале пенициллин получали, используя штаммы, выделенные из различных природных источников. Это были штаммы P. notaturn и P. chrysogenum. Затем были отобраны изоляты, дававшие более высокий выход пенициллина, сначала в условиях поверхностной, а потом и погруженной культуры в особых чанах-ферментерах. Был получен мутант Q-176, отличающийся еще более высокой продуктивностью, который и использовался для промышленного получения пенициллина. В дальнейшем на основе уже этого штамма были селекционированы еще более активные варианты. Работа по получению активных штаммов ведется непрерывно. Высокопродуктивные штаммы получают преимущественно при помощи сильнодействующих факторов (рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, химические мутагены).
Лечебные свойства пенициллина очень разнообразны. Он действует на гноеродные кокки, гонококки, анаэробные бактерии, вызывающие газовую гангрену, в случаях различных абсцессов, карбункулов, раневых инфекций, остеомиелита, менингита, перитонита, эндокардитов и дает возможность спасти жизнь больных, когда другие лечебные препараты (в частности, сульфамидные) бессильны.
В 1946 г. удалось осуществить синтез пенициллина, который был идентичен природному, полученному биологическим путем. Однако современная пенициллиновая промышленность базируется на биосинтезе, так как он дает воз можность массового изготовления дешевого препарата.
Из секции Monoverticillata, представители которой чаще встречаются в более южных районах, наиболее распространен Penicillium frequentans. Он образует на питательной среде широко растущие бархатистые зеленые колонии с красновато-коричневой обратной стороной. Цепочки конидий на одном конидиеносце обычно соединены в длинные колонки, хорошо видимые при малом увеличении микроскопа. P. frequentans продуцирует ферменты пектиназу, используемую для просветления фруктовых соков, и протеиназу. При низкой кислотности среды этот гриб, как и близкий к нему P. spinulosum, образует глюконовую кислоту, а при более высокой кислотности - лимонную.
Пенициллиновая плесень. Фото: Steve Jurvetson
Продуценты пенициллина - P. chrysogenum и P. notatum. Они встречаются в почве и на различных органических субстратах. Макроскопически их колонии сходны. Они имеют зеленую окраску, и для них, как и для всех видов серии P. chrysogenum, характерно выделение на поверхности колонии эксудата желтого цвета и такого же пигмента в среду, оба эти вида вместе с пенициллином часто образуют эргостерол.
Очень большое значение имеют пенициллы из серии P. roqueforti. Они обитают в почве, но преобладают в группе сыров, характеризующихся «мраморностью». Это сыр «Рокфор», родиной которого является Франция; сыр «Горгонцола» из Северной Италии, сыр «Стилтош» из Англии и др. Всем этим сырам свойственны рыхлая структура, специфический вид (прожилки и пятна голубовато-зеленого цвета) и характерный аромат. Дело в том, что соответствующие культуры грибов используются в определенный момент процесса изготовления сыров. P. roqueforti и родственные виды способны расти в рыхло спрессованном твороге потому, что хорошо переносят пониженное содержание кислорода (в смеси газов, образующихся в пустотах сыра, его содержится меньше 5%). Кроме того, они устойчивы к высокой концентрации соли в кислой среде и образуют при этом липолитические и протеолитические ферменты, воздействующие на жировые и белковые компоненты молока. В настоящее время в процессе изготовления указанных сыров применяют селекционированные штаммы грибов.
Из мягких французских сыров -«Камамбер», «Бри» и др. - выделены P. camamberti и Р. саseicolum. Оба эти вида так давно и настолько адаптировались к своему специфическому субстрату, что из других источников почти не выделяются. В заключительной стадии изготовления сыров «Камамбер» или «Бри» творожную массу помещают для созревания в специальную камеру с температурой 13-14 °С и влажностью 55-60%, воздух которой содержит споры соответствующих грибов. В течение недели вся поверхность сыра покрывается пушистым белым налетом плесени толщиной 1-2 мм. Примерно в течение десяти дней плесневый налет приобретает голубоватый или зеленовато-серый цвет в случае развития P. camamberti или остается белым при преимущественном развитии Р. саseicolum. Масса сыра под воздействием ферментов грибов приобретает сочность, маслянистость, специфические вкус и аромат.
P. digitatum выделяет этилен, вызывающий более быстрое созревание здоровых плодов цитрусовых, находящихся поблизости от плодов, пораженных этим грибом.
P. italicum представляет собой сине-зеленую плесень, вызывающую мягкую гниль плодов цитрусовых. Этим грибом чаще поражаются апельсины и грейпфруты, чем лимоны, в то время как P. digitatum развивается с равным успехом на лимонах, апельсинах и грейпфрутах. При интенсивном развитии P. italicum плоды быстро теряют свою форму и покрываются пятнами слизи.
Конидиеносцы P. italicum часто соединяются в коремии, и тогда плесневый налет приобретает зернистость. Оба гриба имеют приятный ароматический запах.
В почве и на различных субстратах (зерне, хлебе, промышленных товарах и т. п.) часто встречается P. expansum.Но особенно известен он как причина быстро развивающейся мягкой коричневой гнили яблок. Потери яблок от этого гриба при хранении составляют иногда 85-90%. Конидиеносцы этого вида также образуют коремии. Массы спор его, присутствующие в воздухе, могут вызывать аллергические заболевания.
Некоторые виды коремиальных пенициллов приносят большой вред цветоводству. Р. согутbiferum выделяется с луковиц тюльпанов в Голландии, гиацинтов и нарциссов в Дании. Установлена также патогенность P. gladioli для луковиц гладиолусов и, по-видимому, для других растений, имеющих луковицы или мясистые корни.
Некоторые пенициллы секции Asymmetrica (P. nigricans) образуют антигрибной антибиотик гризеофульвин, который показал хорошие результаты в борьбе с некоторыми болезнями растений. Его можно использовать для борьбы с грибами, вызывающими заболевания кожи и волосяных луковиц у людей и животных.
По-видимому, наиболее процветающими в природных условиях оказываются представители секции Asymmetrica. Они имеют более широкую экологическую амплитуду, чем другие пенициллы, лучше других переносят пониженную температуру (P. puberulum, например, может образовывать плесневые налеты на мясе в холодильниках) и относительно меньшее содержание кислорода. Многие из них встречаются в почве не только в поверхностных слоях, но и на значительной глубине, особенно коремиальные формы. Для некоторых видов, как, например, для P. chrysogenum, установлены очень широкие температурные границы (от -4 до +33 °С).
Имея широкий набор ферментов, пенициллы заселяют различные субстраты и принимают самое активное участие в аэробном разрушении растительных остатков.
