Лекарственные грибы - Medicinal fungi

Лекарственные грибы находятся грибы которые содержат метаболиты или может индуцироваться продуцировать метаболиты через биотехнология разрабатывать отпускаемые по рецепту лекарства. Соединения, успешно превращенные в лекарственные препараты или находящиеся в стадии исследований, включают антибиотики, противораковые препараты, холестерин и эргостерин ингибиторы синтеза, психотропный наркотики, иммунодепрессанты и фунгициды.

История

Хотя продукты из грибов уже давно используются в традиционная медицина, способность определять полезные свойства и затем извлекать активный ингредиент, начатый с открытия пенициллин к Александр Флеминг в 1928 г.[1] С того времени было обнаружено множество потенциальных антибиотиков, и изучается способность различных грибов синтезировать биологически активные молекулы, полезные в различных клинических методах лечения. Фармакологический исследование идентифицированный противогрибковый, противовирусное средство, и противопротозойный соединения от грибков.[2]

Ganoderma lucidum, известный по-китайски как лин чжи («духовное растение»), а по-японски - как маннентакэ («гриб с возрастом 10 000 лет»), хорошо изучен.[нужна цитата ] Другой вид рода Ганодерма, Г. аппланатум, остается в рамках фундаментальных исследований.[нужна цитата ] Inonotus obliquus использовался в России еще в XVI веке, а в Александр Солженицын роман 1967 года Онкологическое отделение.[3]

Исследования и разработка лекарств

Рак

40-кратная светлопольная микроскопия спор Pestalotia / Pestalotiopsis. Обратите внимание на придатки. Некоторые штаммы (Pestalotiopsis pauciseta ) производят таксол.[4][5]

Паклитаксел синтезируется с использованием Penicillium raistrickii и ферментация растительных клеток. Грибы могут синтезировать другие ингибиторы митоза включая винбластин, винкристин, подофиллотоксин, гризеофульвин, аурантиамин, оксалин, и неоксалин.[6][7]

11,11'-Дидезоксивертициллин А, изолят морской Пенициллий, был использован для создания десятков полусинтетических противоопухолевых соединений.[8] 11,11'-Дидезоксивертициллин А, андрастин А, барселоновая кислота А, и барселоновая кислота B, находятся ингибиторы фарнезилтрансферазы это может быть сделано Пенициллий.[9] 3-O-Methylfunicone, анисекул, дуклауксин, и рубратоксин B, являются противоопухолевыми / цитотоксическими метаболитами Пенициллий.

Пенициллий является потенциальным источником лекарства от лейкемии аспарагиназа.[10]

Некоторые страны одобрили Бета-глюкан грибковые экстракты лентинан, полисахарид-К, и полисахаридный пептид в качестве иммунологические адъюванты.[11] Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что такое использование эффективно для продления и улучшения качества жизни пациентов с определенными видами рака, хотя Мемориальный онкологический центр Слоуна-Кеттеринга отмечает, что «необходимы хорошо спланированные крупномасштабные исследования, чтобы установить роль лентинана как полезного дополнения к лечению рака».[12] В соответствии с Cancer Research UK, «в настоящее время нет доказательств того, что какой-либо вид грибов или экстрактов грибов может предотвратить или вылечить рак».[13] Грибковые метаболиты, такие как эргостерин, клавилактоны и тритерпеноиды являются эффективными ингибиторами Cdk, которые приводят к задержке G1 / S или G2 / M раковых клеток. Другие метаболиты, такие как панепоксидон, являются ингибиторами NF-κB. Фукоза и фрагменты маннозы клеточной стенки грибов являются антагонистами рецепторов VEGF. [14]

Антибактериальные средства (антибиотики)

Александр Флеминг проложил путь к бета-лактамные антибиотики с Пенициллий плесень и пенициллин. Последующие открытия включены аламетицин, афидиколин, брефельдин А, цефалоспорин,[15] церуленин, цитромицин, Евпенифельдин, фумагиллин,[15] фузафунгин, фузидиевая кислота,[15] гельволовая кислота,[15] итаконовая кислота, MT81, нигроспорин B, усниновая кислота, веррукарин А, вермикулин и много других.

Ling Zhi-8, иммуномодулирующий белок, выделенный из Ganoderma lucidum

Антибиотики ретапамулин, тиамулин, и Валнемулин являются производными метаболита грибов плевромутилин. Плектазин, австрокортилутеин, австрокортирубин, копринол, удемансин А, стробилурин, иллюдин, птерулон, и спарассол находятся в стадии исследования на предмет их потенциальной антибиотической активности.

Ингибиторы биосинтеза холестерина

В красный дрожжевой рис грибок Monascus purpureus, может синтезировать три статины.

Статины являются важным классом препаратов, снижающих уровень холестерина; то были получены статины первого поколения от грибков.[16] Ловастатин, первый коммерческий статин, был извлечен из ферментационного бульона Aspergillus terreus.[16] Промышленное производство теперь способно производить 70 мг ловастатина на килограмм субстрата.[17] В красный дрожжевой рис грибок Monascus purpureus, может синтезировать ловастатин, мевастатин и симвастатин предшественник монаколин J. Никотинамид рибозид, ингибитор биосинтеза холестерина, производится Saccharomyces cerevisiae.

Противогрибковые

Некоторые противогрибковые средства получены или извлечены из других видов грибов. Гризеофульвин происходит из ряда Пенициллий разновидность;[18] каспофунгин происходит от Glarea lozoyensis.[19] Стробилурин, азоксистробин, микафунгин, и эхинокандины, все извлекаются из грибов. Анидулафунгин является производной от Аспергиллы метаболит.

Противовирусные препараты

Многие грибы содержат потенциальные противовирусные соединения, которые остаются предметом предварительных исследований, например: Lentinus edodes, Ganoderma lucidum, Ganoderma colossus, Hypsizygus marmoreus, Cordyceps militaris, Grifola frondosa, Scleroderma citrinum, Flammulina velutipes, и Trametes versicolor, Fomitopsis officinalis.[20][21][22][23]

Иммунодепрессанты

Циклоспорин был обнаружен в Толипокладий инфлатум, пока Брединин был найден в Eupenicillium brefeldianum и Микофеноловая кислота в Penicillium stoloniferum. Термофильные грибы были источником финголимод предшественник мириоцин. Аспергиллы синтезирует иммунодепрессанты глиотоксин и эндокроцин. Субглютинолы - это иммунодепрессанты, выделенные из Фузариоз субглютинанс.[24]

Малярия

Кодинеопсин, эфрапептины, зервамицины и антиамоэбин производятся грибами и остаются под фундаментальные исследования[25]

Сахарный диабет

Многие грибковые изоляты действуют как Ингибиторы ДПП-4, ингибиторы альфа-глюкозидазы, и ингибиторы альфа-амилазы в лабораторных исследованиях. Тернатин изолят грибка, который может вызывать гипергликемию.[26]

Психотропные эффекты

Основная статья: Псилоцибиновый гриб

Многие грибы обладают хорошо задокументированными психотропными эффектами, некоторые из которых являются серьезными и связаны с острыми и опасными для жизни побочными эффектами.[27] Среди них Мухомор мухомор, то мухомор. Неформально более широко используются грибы, известные как "волшебные грибы", которые содержат псилоцибин и псилоцин.[27]

История хлебопечения свидетельствует о смертельном эрготизме, вызванном спорынья, Наиболее часто Claviceps purpurea, паразит зерновых культур.[28][29] Психоактивный алкалоид спорыньи впоследствии лекарства были извлечены из спорыньи или синтезированы из нее; к ним относятся эрготамин, дигидроэрготамин, эргометрин, эргокристин, эргокриптин, эргокорнин, метисергид, бромокриптин, каберголин, и перголид.[28][30]

Витамин D2

В фотохимия биосинтеза витамина D2

Грибы являются источником эргостерин который можно преобразовать в витамин D2 при воздействии ультрафиолетовый свет.[31][32][33]

Дрожжи

Дрожжи Сахаромицеты используется в промышленности для производства аминокислоты лизин, а также рекомбинантные белки инсулин и поверхность гепатита B антиген. Трансгенный дрожжи используются для производства артемизинин, а также аналоги инсулина.[34] Candida используется в промышленности для производства витаминов аскорбиновая кислота и рибофлавин. Пичиа используется для производства аминокислоты триптофан и витамин пиридоксин. Родоторула используется для производства аминокислоты фенилаланин. Moniliella используется в промышленности для производства сахарный спирт эритритол.

Рекомендации

  1. ^ «Открытие и разработка пенициллина». Американское химическое общество, Международные исторические химические достопримечательности. 2020 г.. Получено 11 марта 2020.
  2. ^ Энглер М., Анке Т., Стернер О. (1998). «Производство антибиотиков видами Collybia nivalis, Omphalotus olearis, Favolaschia и Pterula на природных субстратах». Zeitschrift für Naturforschung C. 53 (5–6): 318–24. Дои:10.1515 / znc-1998-5-604. PMID  9705612. S2CID  7189999.
  3. ^ Чжэн В., Мяо К., Лю И, Чжао Ю., Чжан М., Пань С., Дай Ю. (июль 2010 г.). «Химическое разнообразие биологически активных метаболитов в склероциях Inonotus obliquus и стратегии погруженного культивирования для увеличения их продукции». Прикладная микробиология и биотехнология. 87 (4): 1237–54. Дои:10.1007 / s00253-010-2682-4. PMID  20532760. S2CID  22145043.
  4. ^ Бемани Э., Ганати Ф., Резаи А., Джамшиди М. (июль 2013 г.). «Влияние фенилаланина на производство таксола и антиоксидантную активность экстрактов суспензионных клеток лещины (Corylus avellana L.)». Журнал натуральных лекарств. 67 (3): 446–51. Дои:10.1007 / s11418-012-0696-1. PMID  22847380. S2CID  15557576.
  5. ^ Гангадеви В., Муруган М., Мутумари Дж. (Август 2008 г.). «Определение таксола из Pestalotiopsis pauciseta, грибкового эндофита лекарственного растения». Шэн У Гун Ченг Сюэ Бао = Китайский журнал биотехнологии. 24 (8): 1433–8. Дои:10.1016 / с 1872-2075 (08) 60065-5. PMID  18998547.
  6. ^ Николетти Р., Чаватта М.Л., Буммино Е., Туфано М.А. (2008). «Противоопухолевые экстролиты производства Пенициллий разновидность" (PDF). Международный журнал биомедицинских и фармацевтических наук. 2 (1): 1–23. Архивировано из оригинал (PDF) 26 декабря 2014 г.. Получено 26 августа 2016.
  7. ^ «Противоопухолевые экстролиты производства Пенициллий разновидность" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 26 декабря 2014 г.. Получено 17 августа, 2014. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  8. ^ «Новости исследования: в борьбе с раком химики находят помощь у природы - MIT News Office». Web.mit.edu. 2013-02-27. Получено 2013-12-17.
  9. ^ Овери Д.П., Ларсен Т.О., Далсгаард П.В., Фриденванг К., Фиппс Р., Манро М.Х., Кристоферсен С. (ноябрь 2005 г.). «Андрастин А и метаболиты барселоновой кислоты, ингибиторы протеин-фарнезилтрансферазы из Penicillium albocoremium: хемотаксономическое значение и патологические последствия». Микологические исследования. 109 (Пт 11): 1243–9. Дои:10.1017 / S0953756205003734. PMID  16279417.
  10. ^ Шривастава А., Хан А.А., Шривастав А., Джайн С.К., Сингхал П.К. (2012). «Кинетические исследования L-аспарагиназы из Penicillium digitatum». Препаративная биохимия и биотехнология. 42 (6): 574–81. Дои:10.1080/10826068.2012.672943. PMID  23030468. S2CID  30396788.
  11. ^ Ина К., Катаока Т., Андо Т. (июнь 2013 г.). «Использование лентинана для лечения рака желудка». Противораковые средства в медицинской химии. 13 (5): 681–8. Дои:10.2174/1871520611313050002. ЧВК  3664515. PMID  23092289.
  12. ^ «Лентинан». Мемориальный онкологический центр Слоуна-Кеттеринга. 27 февраля 2013 г.. Получено 26 августа 2016.
  13. ^ «Грибы и рак». Cancer Research UK. 2017-08-30. Получено 26 августа 2016.
  14. ^ Змитрович И.В. (2015). «Противораковые метаболиты Basidiomycota и их молекулярные мишени. Обзор» (PDF). Вестник Пермского университета. Биология. 2015 (3): 264–86.
  15. ^ а б c d Бродбент, Дуглас (июль 1966 г.). «Антибиотики, производимые грибами». Ботанический обзор. 32 (3): 219–242. JSTOR  4353729.
  16. ^ а б Тоберт Дж. А. (июль 2003 г.). «Ловастатин и не только: история ингибиторов HMG-CoA редуктазы». Обзоры природы. Открытие наркотиков. 2 (7): 517–26. Дои:10.1038 / nrd1112. PMID  12815379. S2CID  3344720.
  17. ^ Джахроми М.Ф., Лян Дж.Б., Хо Ю.В., Мохамад Р., Го Ю.М., Шокряздан П. (2012). «Производство ловастатина с помощью Aspergillus terreus с использованием агробиомассы в качестве субстрата при твердофазной ферментации». Журнал биомедицины и биотехнологии. 2012: 196264. Дои:10.1155/2012/196264. ЧВК  3478940. PMID  23118499.
  18. ^ Блок, Сеймур Стэнтон (2001). Дезинфекция, стерилизация и консервация. Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 631. ISBN  978-0683307405. В архиве из оригинала от 20.12.2016.
  19. ^ Ричардсон, Малкольм Д.; Варнок, Дэвид В. (2003). Диагностика и лечение грибковых инфекций. ISBN  978-1-4051-15780.
  20. ^ Прадип П., Манджу В., Ахсан М.Ф. (2019), Агравал, округ Колумбия, Дханасекаран М. (ред.), «Противовирусная активность грибных компонентов», Лекарственные грибы: последние достижения в исследованиях и разработках, Springer Singapore, стр. 275–297, Дои:10.1007/978-981-13-6382-5_10, ISBN  9789811363825
  21. ^ Фридман М (ноябрь 2016 г.). «Полисахариды грибов: химия и противодействие ожирению, противодиабетические, противораковые и антибиотические свойства в клетках, грызунах и людях». Еда. 5 (4): 80. Дои:10.3390 / foods5040080. ЧВК  5302426. PMID  28231175.
  22. ^ Zhang T, Ye J, Xue C, Wang Y, Liao W., Mao L и др. (Октябрь 2018 г.). «Структурные характеристики и биоактивные свойства нового полисахарида из Flammulina velutipes». Углеводные полимеры. 197: 147–156. Дои:10.1016 / j.carbpol.2018.05.069. PMID  30007599.
  23. ^ Girometta C (март 2019 г.). «Fomitopsis officinalis в свете его биоактивных метаболитов: обзор». Микология. 10 (1): 32–39. Дои:10.1080/21501203.2018.1536680. ЧВК  6394315. PMID  30834150.
  24. ^ Kim H, Baker JB, Park Y, Park HB, DeArmond PD, Kim SH и др. (Август 2010 г.). «Полный синтез, определение абсолютной стереохимии и изучение взаимосвязи структура-активность субглютинолов A и B». Химия, азиатский журнал. 5 (8): 1902–10. Дои:10.1002 / asia.201000147. PMID  20564278.
  25. ^ Нагарадж Г., Ума М. В., Шиваёги М. С., Баларам Х. (январь 2001 г.). «Противомалярийное действие пептидных антибиотиков, выделенных из грибов». Противомикробные препараты и химиотерапия. 45 (1): 145–9. Дои:10.1128 / aac.45.1.145-149.2001. ЧВК  90252. PMID  11120957.
  26. ^ Ло ХК, Вассер С.П. (2011). «Лекарственные грибы для контроля гликемии при сахарном диабете: история, текущее состояние, перспективы на будущее и нерешенные проблемы (обзор)». Международный журнал лекарственных грибов. 13 (5): 401–26. Дои:10.1615 / intjmedmushr.v13.i5.10. PMID  22324407.
  27. ^ а б «Галлюциногенный профиль наркотиков». Европейский центр мониторинга наркотиков и наркомании. Получено 18 октября 2020.
  28. ^ а б Шифф, Пол Л. (2006). «Спорынья и ее алкалоиды». Американский журнал фармацевтического образования. Американский журнал фармацевтического образования. 70 (5): 98. Дои:10,5688 / aj700598. ISSN  0002-9459.
  29. ^ Шил, Уильям С. «Медицинское определение эрготизма». MedicineNet. Получено 18 октября 2020.
  30. ^ Шаде Р., Андерсон Ф., Суисса С., Хаверкамп В., Гарбе Э. (январь 2007 г.). «Агонисты дофамина и риск регургитации сердечного клапана». Медицинский журнал Новой Англии. 356 (1): 29–38. Дои:10.1056 / NEJMoa062222. PMID  17202453.
  31. ^ Киган Р. Дж., Лу З., Богуш Дж. М., Уильямс Дж. Э., Холик М. Ф. (январь 2013 г.). «Фотобиология витамина D в грибах и его биодоступность у человека». Дермато-эндокринология. 5 (1): 165–76. Дои:10.4161 / derm.23321. ЧВК  3897585. PMID  24494050.
  32. ^ Камверу П.К., Тиндибале Е.Л. (2016). «Витамин D и витамин D из грибов, облученных ультрафиолетом (обзор)». Международный журнал лекарственных грибов. 18 (3): 205–14. Дои:10.1615 / IntJMedMushrooms.v18.i3.30. PMID  27481154.
  33. ^ Кардуэлл, Гленн; Борнман, Джанет Ф .; Джеймс, Энтони П .; Блэк, Люсинда Дж. (13.10.2018). "Обзор грибов как потенциального источника диетического витамина D". Питательные вещества. 10 (10): 1498. Дои:10.3390 / nu10101498.
  34. ^ Пеплоу М. «Санофи запускает производство лекарств от малярии | Мир химии». Rsc.org. Получено 2013-12-17.

внешняя ссылка