Антибактериальные соединения в кишечном грибке Alternaria tenuissima SCSIO41701 тиляпии
Стрептококковое заболевание тиляпии, вызываемое Streptococcus agalatae и Streptococcus iniae, наносит серьезный экономический ущерб отрасли разведения тиляпии. В настоящее время для профилактики и лечения стрептококковой болезни тиляпии в основном используются антибиотики и другие химические препараты, однако длительное применение антибиотиков широкого спектра действия может вызвать появление лекарственно-устойчивых штаммов.
Грибы рода Alternaria широко распространены в природе и насчитывают более 300 идентифицированных видов сапрофитных, эндофитных и патогенных грибов. В грибах рода Alternaria было обнаружено множество структурно новых активных соединений, в основном включающих пиранон, терпены, стерины, ароматические поликетоны, антрахиноны, алкалоиды, пептиды и др. Некоторые соединения обладают биологической активностью, такой как ингибирование ферментов, цитотоксичность, противогрибковое, антиоксидантное действие и стимулирование роста корней у однодольных и двудольных растений. Среди них значительной токсичностью обладают токсины Alternaria, такие как альтернариол, метиловый эфир альтернариола и тентоксин. Alternaria tenuissima - распространенный экологический гриб, относящийся к роду A. Существует относительно мало исследований вторичных метаболитов tenuissima. В нашем исследовании Пан и др. получили A. из глубоководных осадочных источников Из tenuissima DEFSCOS013 были выделены спироциклический гидрогенизированный антрахинон и азотсодержащие антрахиноновые соединения.
В целях поиска новых антибиотиков мы использовали Streptococcus agalactiae и Streptococcus iniae в качестве индикаторных бактерий для скрининга партии грибов, выделенных и идентифицированных из кишечного тракта тиляпии, на антибактериальную активность. Среди них был выделен штамм A. tenuissima SCSIO41701, обладающий значительной ингибирующей активностью в отношении роста Streptococcus agalactiae и Streptococcus iniae. В данном исследовании использовался метод отслеживания активности для изучения активных соединений в продуктах ферментации рисовой среды A. tenuissima SCSIO41701, которые ингибируют рост Streptococcus agalactiae и Streptococcus iniae в тиляпии.

В этом исследовании мы определили, что основным активным соединением гриба A. tenuissima SCSIO41701, подавляющим рост Streptococcus agalactiae и Streptococcus iniae в тиляпии, является атернариол (1). С помощью ВЭЖХ-анализа и анализа тонкослойных пластин мы обнаружили, что компоненты Fr.6~Fr.10 содержат большое количество соединений 1 и 2, причем соединение 1 является основным пиком. Предполагается, что компоненты Fr.6~Fr.10 с лучшей антибактериальной активностью в основном оказывают антибактериальное действие через соединение 1. Причина перекрестного распределения соединений 1 и 2 в этих компонентах связана с высоким содержанием соединений 1 и 2, которые слабо растворимы в системе растворителей дихлорметан-метанол, используемой для промывки при разделении сырого экстракта на колонке с нормально-фазным силикагелем. Соединения 1-6 относятся к классу бензопиранолидных соединений. Сравнивая их структуры и антистрептококковую активность против тиляпии, можно предположить, что наличие сопряженной системы между гидроксильной группой на бензольном кольце C-5 и C7~C10a играет важную роль в их антибактериальной активности.
Соединения 1 и 2 являются обычными стрептомициновыми токсинами, которые можно обнаружить в таких продуктах питания, как зерно, фрукты, рапс, семена подсолнечника, оливки и т.д. Соединения 1 и 2 обладают цитотоксической активностью и могут вызывать генетические мутации, приводя к генотоксическим разрывам нитей ДНК in vitro и ингибируя топоизомеразы I и II α. Кроме того, соединение 2 может индуцировать митохондриальные мутации в клетках рака толстой кишки человека. Кроме того, соединение 1 обладает хорошей активностью в отношении Staphylococcus aureus, Streptococcus lactiae, Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa, со значениями МИК 8,82 мк г/мл. Он также сильно подавляет активность патогенных грибов растений, таких как яблоневая гниль, арбузное увядание, серая плесень томатов и фитофтора перца, со значениями МИК 15,63, 7,82, 1,96 и 3.91 мк г/мл; Соединение 2 также оказывает антибактериальное действие на Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Ralstonia lactis, Pseudomonas aeruginosa и Pseudomonas aeruginosa, со значениями MIC50 28,83, 34,29, 27,08, 29,21 и 30,06 мк г/мл, соответственно. В данном исследовании мы впервые обнаружили, что соединение 1 обладает сильной активностью в уничтожении патогенных для тиляпии бактерий Streptococcus agalactiae и Streptococcus dolphin, а также имеет высокий выход в штамме A. tenuissima SCSIO41701. Однако, учитывая сильную токсичность этого соединения как грибкового токсина, необходимы дальнейшие исследования для определения возможности его использования для профилактики и лечения стрептококковой болезни тиляпии.