Физико-химическая характеристика меланинов культуральной среды Inocutis dryophila (Berk) Flasson & Niemela

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния световой обработки на синтез эндомеланинов мицелия Inocutis dryophila в жидкую культуральную среду. Для выявления действия света на синтез меланинов проводили культивирование мицелия Inocutis dryophila на жидкой среде в темноте и с применением обработки синими светодиодами. В результате были получены два вида меланинов IDM-1 и IDM-2. Установлено, что световой фактор оказывает влияние на количественный выход меланинов из мицелия Inocutis dryophila в культуральную жидкость. Применение синего света приводило к меньшему содержанию меланина в культуральной жидкости по сравнению с количеством меланина, полученного в темноте. Методом ультрафиолетовой и инфракрасной спектрометрии выявлено, что оба вида меланинов имеют типичные спектры и графики для грибных меланинов. В ходе инфракрасной спектрометрии было обнаружено, что обработка мицелия синим светом приводила к деформации молекул меланинов IDM-1. Установлено, что меланины IDM-2 проявляли большую антирадикальную активность, чем меланины IDM-1. Таким образом, при глубинном культивировании световая обработка мицелия Inocutis dryophila оказывает влияние на количественный выход меланинов в культуральную жидкость, вносит вклад в изменение структуры, а также проявление биологического эффекта.

1. Mavridi-Printezi A., Guernelli M., Menichetti A., Montalti M. Bio-applications of multifunctional melanin nanoparticles: from nanomedicine to nanocosmetics // Nanomaterials. 2020. Vol. 10, no. 11. P. 2276. DOI: 10.3390/nano10112276.

2. Guo L., Li W., Gu Z., Wang L., Guo L., Ma S., et al. Recent advances and progress on melanin: from source to application // International Journal of Molecular Sciences. 2023. Vol. 24, no. 5. P. 4360. DOI: 10.3390/ijms24054360.

3. Liu R., Meng X., Mo C., Wei X., Ma A. Melanin of fungi: from classification to application // World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2022. Vol. 38. P. 228. DOI: 10.1007/s11274-022-03415-0.

4. Suthar M., Dufossé L., Singh S.K. The enigmatic world of fungal melanin: a comprehensive review // Journal of Fungi. 2023. Vol. 9, no. 9. P. 891. DOI: 10.3390/jof9090891.

5. Kukulyanskaya T.A., Kurchenko N.V., Kurchenko V.P., Babitskaya V.G. Physicochemical properties of melanins produced by the sterile form of Inonotus obliquus (“Chagi”) in natural and cultivated fungus // Applied Biochemistry and Microbiology. 2002. Vol. 38. P. 58–61. DOI: 10.1023/A:1013204706055.

6. Olennikov D.N., Tankhaeva M., Rokhin A.V., Agafonova S.V. Physicochemical properties and antioxidant activity of melanin fractions from Inonotus obliquus sclerotia // Chemistry of Natural Compounds. 2012. Vol. 48. P. 396–403. DOI: 10.1007/s10600-012-0260-y.

7. Wold C.W., Gerwick W.H., Wangensteen H., Inngjerdingen K.T. Bioactive triterpenoids and water-soluble melanin from Inonotus obliquus (Chaga) with immunomodulatory activity // Journal of Functional Foods. 2020. Vol. 71. P. 104025. DOI: 10.1016/j.jff.2020.104025.

8. Burmasova M.A., Utebaeva А.А., Sysoeva E.V., Sysoeva M.A. Melanins of Inonotus obliquus: bifidogenic and antioxidant properties // Biomolecules. 2019. Vol. 9, no. 6. P. 248. DOI: 10.3390/biom9060248.

9. Parfenov A.A., Vyshtakalyuk A.B., Sysoeva M.A., Sysoeva E.V., Latipova A.D., Gumarova L.F., Zobov V.V. Hepatoprotective effect of Inonotus obliquus melanins: in vitro and in vivo studies // BioNanoScience. 2019. Vol. 9. P. 528–538. DOI: 10.1007/s12668-019-0595-y.

10. Спирин В.А., Змитрович И.В., Малышева В.Ф. К систематике Phellinus s. l. и Inonotus s. l. (Mucronoporaceae, Hymenochaetales) // Новости систематики низших растений. 2006. Т. 40. С. 153–188. EDN: KHNDHJ.

11. Ильичева Т.Н., Ананько Г.Г., Косогова Т.А., Олькин С.Е., Омигов В.В., Таранов О.С. [и др.]. Противовирусная активность меланина из Чаги (Inonotus obliquus), полученного на основе культивирования штамма F-1244, выделенного в чистую культуру // Химия растительного сырья. 2020. N 2. С. 283–289. DOI: 10.14258/jcprm.2020025167. EDN: OPSRWL.

12. Ding H.-Y., Chou T.-H., Liang C-H. Antioxidant and antimelanogenic properties of rosmarinic acid methyl ester from Origanum vulgare // Food Chemistry. 2010. Vol. 123, no. 2. P. 254–262. DOI: 10.1016/j.foodchem.2010.04.025.

13. Poyedinok N., Mykhaylova O., Tugay T., Tugay A., Negriyko A., Dudka I. Effect of light wavelengths and coherence on growth, enzymes activity, and melanin accumulation of liquid-cultured Inonotus obliquus (Ach.:Pers.) Pilát // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2015. Vol. 176. P. 333–343. DOI: 10.1007/s12010-015-1577-3.

14. Suryanarayanan T.S., Ravishankar J.P., Venkatesan G., Murali T.S. Characterization of the melanin pigment of a cosmopolitan fungal endophyte // Mycological Research. 2004. Vol. 108, no. 8. P. 974–978. DOI: 10.1017/s0953756204000619.

15. Babitskaya V.G., Shcherba V.V., Ikonnikova V.L. Melanin complex of the fungus Inonotus obliquus // Applied Biochemistry and Microbiology. 2000. Vol. 36. P. 377–381. DOI: 10.1007/BF02738046.

16. Ribera J., Panzarasa G., Stobbe, A., Osypova A., Rupper P., Klose D., Schwarze F.W.M.R. Scalable biosynthesis of melanin by the basidiomycete Armillaria cepistipes // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2018. Vol. 67, no. 1. P. 132–139. DOI: 10.1021/acs.jafc.8b05071.

17. Hou R., Liu X., Xiang K., Chen L., Wu X., Lin W., et al. Characterization of the physicochemical properties and extraction optimization of natural melanin from Inonotus hispidus mushroom // Food Chemistry. 2019. Vol. 277. P. 533–542. DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.11.002.

18. Wang L., Li Y., Li Y. Metal ions driven production, characterization and bioactivity of extracellular melanin from Streptomyces sp. ZL-24 // International Journal of Biological Macromolecules. 2019. Vol. 123. P. 521–530. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.11.061.

19. Bilińska B. Progress of infrared investigations of melanin structures //Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 1996. Vol. 52, no. 9. P. 1157–1162. DOI: 10.1016/0584-8539(96)01691-1.

20. Ye M., Guo G., Lu Y., Song S., Wang H., Yang L. Purification, structure and anti-radiation activity of melanin from Lachnum YM404 // International Journal of Biological Macromolecules. 2014. Vol. 63. P. 170–176. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2013.10.046.