Похилько С.Ю.

КАРОТЕНОИДЫ В БИОТЕХНОЛОГИИ

Национальный Технический Университет Украины «КПИ»

В данном докладе рассматривается актуальность разработки технологии выделения каротеноидов из грибной культуры.

Ключевые слова:  каротеноиды , грибная культура, биотехнологический синтез, защитные механизмы.

This report examines the relevance of technology development of  releasing carotenoids from the fungal culture.

Key words: carotenoids, fungal culture, biotechnological synthesis, protective mechanisms.

Из продуктов микробного синтеза особый интерес представляют – каротиноиды, являющиеся наиболее многочисленной и распространенной группой природных пигментов. С каждым годом потребность в каротиноидах возрастает, что требует расширения потенциальных источников их получения. В настоящее время каротиноиды можно получить путем химического синтеза, биотехнологическим способом или выделением из растительного сырья.

Следует отметить, что в природе каротиноиды могут находиться в различных состояниях: в свободном виде они чаще встречаются в пластидах растений, мышечной ткани рыб, яйцах птиц, в хроматофорах и эпидермальных структурах растений, в форме каротин-протеинов - в эпидермальных тканях животных и т. д.

Среди микроорганизмов, способностью синтезировать каротиноиды, жёлтые, оранжевые или красные пигменты (циклические или ациклические изопреноиды) обладают бактерии, грибы, водоросли и дрожжи.

Природные каротиноиды по строению углеродной цепочки разделяются на 3 подгруппы: 1) ациклические структуры, куда относится ликопин; 2) моноциклические структуры, примером которых может служить γ – каротин, имеющий только одно замкнутое кольцо; 3) бициклические структуры – имеют 2 замкнутых кольца, к их числу относятся α- и β-каротин [2].

Каротиноидные пигменты, находящиеся в микробной клетке, обладают высокой биологической активностью. Одна из важнейших функций каротиноидов — А-провитаминная активность. Животные и человек не способны синтезировать витамин А, который является незаменимым для зрения, роста, репродукции для защиты от различных бактериальных и грибковых заболеваний и нормального функционирования кожи и слизистых. Витамин А не образуется в растительных тканях и может быть получен только путем преобразования провитамин-А активных каротиноидов (прежде всего, β-каротина, а также α-каротина, криптоксантина, 3,4-дигидро-β-каротина, астаксантина, кантаксантина и др.)[1].

Помимо провитаминного действия, каротиноиды нашли применение для профилактики и лечения многих заболеваний: каротин обладает радиопротекторными свойствами, усиливает лечебное действие некоторых противоопухолевых препаратов. Во многих странах каротиноидные пигменты используются в качестве пищевой добавки к хлебу, маслу, к маргарину и многим другим пищевым продуктам. Используются каротиноидыи для изготовления косметических средств, а также в качестве добавки в корм для рыб.

Каротиноиды вовлекаются  в различных защитных механизмах:

• благодаря наличию сопряженных двойных связей, могут связывать синглетный кислород и ингибируют образование свободных радикалов, предупреждая их негативное действие на организм;
• обеспечивают защиту от ультрафиолетового излучения, так как могут трансформировать энергию УФ-света в видимый свет, что проявляется в явлении флуоресценции(например свечение пыльцы некоторых цветковых растений, спор грибов и водорослей  и т. д.);
• выступают в роли антиоксидантов, защищая чувствительные ткани и лабильные соединения от окисления.

Установлена иммуностимулирующая роль каротиноидов. Каротиноиды увеличивают цитостатическую активность клеток-киллеров, замедляют рост опухоли и ускоряют ранозаживление. Каротиноиды проявляют аппетитстимулирующую активность (и физиологически, и этиологически)[2].

Таким образом, разработка способов  направленного синтеза каротиноидов в биотехнологии позволяет получить новые препараты для их использования в качестве провитаминного комплекса, иммуностимуляторов  и антиоксидантов , для профилактики и лечения заболеваний и  защиты от ультрафиолетового излучения. Тоесть  изучение  особенностей каротиногенеза у грибов  под  влиянием различных факторов является перспективным в биотехнологической промишлености.

Литература:

1.Промышленная микробиология: Учеб.пособие для вузов по спец. «Микробиология» и «Биология»/ Под ред. Н.С. Егорова.- М.: Высш. шк. ,1989.-688ст.: ил.

2.Кирица Е. Направленный синтез каротиноидов у дрожжей и перспектива их  использования: Диссертация на соискание ученой степени доктора биологии/ Кирица Елена.- К.,2005.- 127с.