THIONINS OF WHEAT Triticum kiharae Dorof. et Migush. ARE NOVEL POTENT INHIBITORS OF Candida albicans (C.P. Robin) Berkhout

Abstract

Растения служат источником биологически активных веществ, важнейшими из которых являются антимикробные пептиды (АМП). АМП-неотъемлемая часть защитного арсенала всех живых существ. Представители семейства тионинов, характерного только для растений,эффективные ингибиторы растительных патогенов, в том числе бактерий и грибов, что открывает перспективы их практического использования в качестве биопестицидов для защиты растений от болезней. Однако действие тионинов на возбудителей заболеваний животных и человека, практически не изучено. Дрожжеподобные грибы рода Candida-условно-патогенные микроорганизмы, которые встречаются у 70 % людей, не вызывая заболеваний (M. Dadar с соавт., 2018). Однако при ослаблении иммунитета они могут стать причиной серьезных болезней, частота которых значительно возросла в последние два десятилетия. Антимикотики, традиционно используемые для лечения инфекций, вызванных грибами рода Candida, не всегда эффективны и безопасны для человека. В связи с этим в мире ведется постоянный поиск новых природных антифунгальных агентов. В настоящем исследовании впервые из пшеницы Triticum kiharae Dorof. et Migush. с использованием хроматографии на хитине и обращено-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) выделены два тионина-Tk-AMP-BP и Tk-AMP-AP1 и методом автоматической деградации по Эдману установлена их аминокислотная последовательность. Цель работы состояла в выделении тионинов из семян высокоустойчивого к фитопатогенам вида пшеницы T. kiharae, определении первичной структуры этих тионинов и исследовании их антифунгальной активности против Candida albicans. Первичная структура Tk-AMP-BP была подтверждена при анализе транскриптомов проростков пшеницы методом высокопроизводительного секвенирования (next-generation sequencing, NGS). Исследование свойств тионина Tk-AMP-BP впервые показало, что он обладает мощным фунгицидным действием на клетки С. albicans при очень низких концентрациях (MИК = 0,78 мкг/мл). По биологической активности в отношении C. albicans тионин пшеницы превосходит известные тионины других видов растений. Полученные в настоящей работе результаты позволяют рассматривать тионин пшеницы как перспективную молекулу для создания на ее основе лекарственных препаратов нового поколения для борьбы с микозами, вызванными C. albicans. Ключевые слова: иммунитет растений, антимикробные пептиды, Triticum kiharae Dorof. et Migush., пшеница, тионины, микозы, Candida albicans.  Работа выполнена в рамках государственного задания ¹ 0112-2019-0002. Установление нуклеотидных последовательностей генов тионинов методом NGS поддержано грантом РНФ (¹ 16-16-00032).

Isolation of antimicrobial peptides from different plant sources: Does a general extraction method exist?

“…Acetic acid (10%) is proposed as the extractant. This scheme was used for the extraction of AMPs belonging to different families: α-hairpinins [ 68 – 71 ], defensins [ 19 , 48 , 72 ], thionins [ 73 , 74 ], and hevein-like peptides [ 20 , 75 ]. Also, peptides that do not belong to main families were isolated using this scheme, and partially characterized [ 21 , 76 , 77 ].…”