Алкалоиды

Группа азотсодержащих соединений, сложной структуры, имеющих основной характер, обладающих выраженным физиологическим действием на организм человека.

Большинство алкалоидов выделено из высших растений. Однако спорынья - одна из форм гриба Clаviceps, поразитирующая на злаковых (чаще ржи) активно синтезирует алкалоиды. Цикл развития гриба включает три стадии: 1) конидиальная (сфацелил); 2) образование склероция; 3) прорастание склероция. Синтез алкалоидов происходит в стадии образования склероция. Род Clаviceps содержит около пятидесяти видов, у которых выделены более сорока алкалоидов.

Алкалоиды спорыньи являются индольными соединениями, в основе которых лежит тетрациклиническая система колец эрголина. Долгое время считали, что клавиновые и пептидные алкалоиды монополия Clаviceps, однако, сейчас установлено, что продуцентами индольных алкалоидов могут быть и представители родов Aspergillus, Penicillium и ряда других грибов.

Алкалоиды спорыньи обладают сильным фармакологическим действием, способностью вызывать сильное сокращение гладкой мускулатуры, поэтому такие эргоалкалоиды, как эргометрин, эрготамин применяют в гинекологии.

Ряд алкалоидов используют при лечении мигреней, гипертонии, в психиатрии. Клавиновый алкалоид агроклавин ингибирует лактацию.

К этой же группе относится N, N-диэтил-Д-лизергинамид (ЛСД) сильный галлюциноген, полученный с помощью микробиологического синтеза и последующей химической модификацией.

Несмотря на то, что большинство видов Claviceps синтезируют алкалоиды лишь паразитируя на растениях, некоторые виды подобную способность проявляют в сапрофитных условиях.

При производстве алкалоидов используют как глубинный, так и поверхностный способ культивирования продуцентов из рода Claviceps. В качестве посевного материала используют мицелий, а не конидин, при посеве конидиями синтез эргоалкалоидов не наблюдался.

Лучшими источника углерода для синтеза алкалоидов считают маннит в комплексе с янтарной кислотой. В качестве источника азота для большинства штаммов используют дрожжевой экстракт, реже аммонийные соли. Отмечено, что увеличение концентрации АТФ в клетках и снижение уровня ее реализации благоприятны для синтеза алкалоидов.

Добавление к среде триптофана, особенно в начале ферментации (до начала синтеза алкалоидов), повышает выход алкалоидов у большинства штаммов Claviceps. Если начальные фазы роста гриба протекают с избытком в среде триптофана, то мицелий активно синтезирует алкалоиды. Синтез эргоалкалоидов происходит внтури клетки. Кроме них микроорганизмы могут выделять и другие алкалоиды, например, производные химолина. Из различных видов бактерий рода Pseudomonas выделены алкалоиды - псевданы. По строению это 2-Н-алкил и 2-Н-алкенил производные 4-оксихинолина. Культура Penicillium viridicatum синтезирует другое хинолиновое производное - виридикотин.

Грибы из рода Penicillum образуют алкалоид бензодиазепенин используют как антиконвульсивное средство и транквилизатор.