AKTYWNOŚĆ METABOLICZNA GRZYBNI TRUFLI LETNIEJ Tuber aestivum/tuber uncinatum Vittad.

Podobne dokumenty
Roman Marecik, Paweł Cyplik

ĆWICZENIE 5 MECHANIZMY PROMUJĄCE WZROST ROŚLIN

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

CHARAKTERYSTYKA WŁAŚCIWOŚCI PROTEOLITYCZNYCH DWÓCH WYBRANYCH SZCZEPÓW BAKTERII Z RZĘDU Myxococcales

BADANIA NAD DEGRADACJĄ β-glukanów PRZY UDZIALE POZAKOM ÓRKOW YCH HYDROLAZ GRZYBÓW TRICHODERMA

ANALIZA TŁUSZCZÓW WŁAŚCIWYCH CZ II

BIOSYNTEZA WYBRANYCH ENZYMÓW LITYCZNYCH W PODŁO U ZAWIERAJ CYM ODPADOWE KACZANY KUKURYDZIANE PRZEZ GRZYBY STRZ PKOWE Z RODZAJU TRICHODERMA

SZCZEPIONKI MIKORYZOWE W ARCHITEKTURZE KRAJOBRAZU

Oznaczanie aktywności proteolitycznej trypsyny metodą Ansona

Wpływ ph i temperatury na aktywność enzymów na przykładzie α-amylazy [EC ]

Genetyka i biologia eksperymentalna studia I stopnia 2017/18/19/20

Przemiana materii i energii - Biologia.net.pl

Badanie termostabilności oraz wpływu aktywatorów i inhibitorów na działanie α-amylazy [EC ]

Ingredients Research Concepts Consultancy Production for the dairy industry. Milase Premium. Marta Misiuwianiec-Królikiewicz

Genetyka i biologia eksperymentalna studia I stopnia 2018/19/20/21

BIOSYNTEZA ACYLAZY PENICYLINOWEJ. Ćwiczenia z Mikrobiologii Przemysłowej 2011

Genetyka i biologia eksperymentalna studia I stopnia 2017/18/19

Wykorzystanie modelu fermentacji beztlenowej ADM1 do estymacji produkcji metanu w bigazowniach rolniczych

PIOTR JANAS, MONIKA KORDO W SKA-WIATER, STANISŁAW MLEKO

Oznaczanie aktywności - i β- amylazy słodu metodą kolorymetryczną

Badanie szybkości hydrolizy lipidów mleka i oznaczanie aktywności lipazy trzustkowej

KWANTYFIKACJA EFEKTÓW CZYNNEJ OCHRONY BIORÓŻNORODNOŚCI SIEDLISK TRAWIASTYCH WSCHODNIEJ LUBELSZCZYZNY NA PODSTAWIE AKTYWNOŚCI ENZYMÓW GLEBOWYCH

Tematy- Biologia zakres rozszerzony, klasa 2TA,2TŻ-1, 2TŻ-2

Co ma wspólnego ludzka dwunastnica z proszkiem do. prania?

3. Badanie kinetyki enzymów

BIOSYNTEZA BETA-GLUKANAZ PRZEZ MUTANTY TRICHODERMA REESEI PODCZAS HODOWLI OKRESOWYCH

IZOLACJA, IDENTYFIKACJA ORAZ AKTYWNOŚĆ PROTEOLITYCZNA I LIPOLITYCZNA MIKROORGANIZMÓW ARKTYCZNYCH 1

SPIS TREŚCI OD AUTORÓW... 5

KINETYKA HYDROLIZY SACHAROZY

Bliskie spotkania z biologią METABOLIZM. dr hab. Joanna Moraczewska, prof. UKW. Instytut Biologii Eksperymetalnej, Zakład Biochemii i Biologii Komórki

Oznaczanie dekstranu w sokach cukrowniczych

ANNALES. Piotr Janas, Eugenia Podgórska, Stanisław Mleko, Jacek Pielecki

PIOTR JANAS, JAN FIEDUREK, ZDZISŁAW TARGOŃSKI, STANISŁAW MLEKO IZOLACJA I WSTĘPNA CHARAKTYRYSTYKA NISKOPROTEAZOWYCH MUTANTÓW TRICHODERMA REESEI

Genetyka i biologia eksperymentalna studia I stopnia 2018/19/20/21

BADANIE ZDOLNOŚCI SZCZEPÓW TERMOFILNEGO GRZYBA THERMOMYCES LANUGINOSUS DO HYDROLIZY TŁUSZCZU KAKAOWEGO ORAZ SMALCU

(Akty o charakterze nieustawodawczym) ROZPORZĄDZENIA

HODOWLA PERIODYCZNA DROBNOUSTROJÓW

1 X. dx dt. W trakcie hodowli okresowej wyróżnia się 4 główne fazy (Rys. 1) substrat. czas [h]

WYTWARZANIE FITAZ, CELULAZ I KSYLANAZ PRZEZ WYBRANE SZCZEPY GRZYBÓW STRZĘPKOWYCH

Informacja dla chętnych na specjalizację Ochrona przyrody

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z BIOLOGII KLASA 5 DOBRY. DZIAŁ 1. Biologia jako nauka ( 4godzin)

Technika fluorescencyjnego oznaczania aktywności enzymów. Wstęp:

Preparat RECULTIV wprowadzony do gleby powoduje: Doświadczalnictwo prowadzone przez KSC SA w latach 2011 i 2012 aplikacja doglebowa

ZDOLNOŚĆ SZCZEPÓW TERMOFILNEGO GRZYBA THERMOMYCES LANUGINOSUS (SYN. HUMICOLA LANUGINOSA) DO HYDROLIZY OLEJU SŁONECZNIKOWEGO

PODAŻ CIĄGNIKÓW I KOMBAJNÓW ZBOŻOWYCH W POLSCE W LATACH

Obserwacje, doświadczenia, hodowle - aktywny uczeń na lekcjach biologii w klasie piątej

Genetyka i biologia eksperymentalna studia I stopnia 2017/18/19

RYNEK CIĄGNIKÓW I PRZYCZEP ROLNICZYCH W POLSCE W LATACH

Zakład Biologii Sanitarnej i Ekotechniki ĆWICZENIE 2 BUDOWA I FUNKCJE ENZYMÓW. ZASTOSOWANIE BADAŃ ENZYMATYCZNYCH W INŻYNIERII ŚRODOWISKA.

AKTYWIZACJA SPOŁECZNO-GOSPODARCZA OBSZARÓW PRZYRODNICZO CENNYCH DLA POTRZEB ICH ZRÓWNOWA ONEGO ROZWOJU

Laboratorium 8. Badanie stresu oksydacyjnego jako efektu działania czynników toksycznych

Mikrobiologia studia I stopnia 2017/18/19/20

Właściwości kinetyczne fosfatazy kwaśnej z ziemniaka

Spis treści. asf;mfzjf. (Jan Fiedurek)

PROTEOLYTIC ACTIVITY OF Bacillus cereus STRAINS

1. Oznaczanie aktywności lipazy trzustkowej i jej zależności od stężenia enzymu oraz żółci jako modulatora reakcji enzymatycznej.

1. Biotechnologia i inżynieria genetyczna zagadnienia wstępne 13

SYLABUS. Wydział Biologiczno - Rolniczy. Katedra Biotechnologii i Mikrobiologii

(Tekst mający znaczenie dla EOG) (10) Przedłożono nowe dane wspierające wniosek. (11) Ocena pokazuje, że warunki ustanowione w art.

BIOPOLIMERY. Rodzaj zajęć: Grupa: WIMiC I-III r. Termin: poniedziałek Sala: Prowadzący: KONSULTACJE. POK. 106a A3. seminarium 105 A3/A4

Z BADAŃ ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH MIKROORGANIZMÓW NA KOMPOZYTY PP Z BIOCYDEM SEANTEX

AKTYWNOŚĆ PROTEOLITYCZNA KERATYNOLITYCZNYCH BAKTERII Stenotrophomonas rhizophila

ph roztworu (prawie) się nie zmieniło. Zawiesina soi ma ph obojętne (lekko kwaśne). Zapach nie zmienił się.

Oznaczanie mocznika w płynach ustrojowych metodą hydrolizy enzymatycznej

ENZYMY W CHEMII. Michał Rachwalski. Uniwersytet Łódzki, Wydział Chemii, Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej

BADANIE WŁASNOŚCI KOENZYMÓW OKSYDOREDUKTAZ

KINETYKA HYDROLIZY SACHAROZY (REAKCJA ENZYMATYCZNA I CHEMICZNA)

Wyznaczanie krzywej progresji reakcji i obliczenie szybkości początkowej reakcji katalizowanej przez β-fruktofuranozydazy

data ĆWICZENIE 7 DYSTRYBUCJA TKANKOWA AMIDOHYDROLAZ

WPŁYW METABOLITÓW PROPIONIBACTERIUM NA WZROST WYBRANYCH GRZYBÓW CHOROBOTWÓRCZYCH I WYTWARZANIE MIKOTOKSYN

L 271/12 Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej

ENZYMOLOGIA. Ćwiczenie 4. α-amylaza (cz. I) Oznaczanie aktywności enzymu metodą kolorymetryczną

RYNEK WYBRANYCH NARZĘDZI I MASZYN ROLNICZYCH DO PRODUKCJI ROŚLINNEJ W POLSCE W LATACH

Bliskie spotkania z biologią. METABOLIZM część II. dr hab. Joanna Moraczewska, prof. UKW

KOMBAJNY ZBOŻOWE W ROLNICTWIE POLSKIM W LATACH

PRODUKTY UBOCZNE Z PRZEROBU BURAKÓW CUKROWYCH JAKO SUBSTRATY DO BIOSYNTEZY KWASU CYTRYNOWEGO

POZIOMY WYMAGAŃ EDUKACYJNYCH Z BIOLOGII KLASA V

Mikołajczak J. 1, Majtkowski W. 2,Topolińska P. 1, Marć- Pieńkowska J. 1

Mikrobiologia studia I stopnia 2018/19/20/21

Biosynteza witamin. B 2, B 12, A (karotenów), D 2

C 6 H 12 O 6 2 C 2 O 5 OH + 2 CO 2 H = -84 kj/mol

DOSKONALENIE WARUNKÓW HYDROLIZY ENZYMATYCZNEJ POLISACHARYDÓW ZAWARTYCH W SŁOMIE RZEPAKOWEJ 1

ROZCIEŃCZENIE GRZYBNI MIKORYZOWEJ FIRMY MYKOFLOR

KARTA KURSU. Biotechnology in Environmental Protection. Kod Punktacja ECTS* 1

Planowanie Projektów Odnawialnych Źródeł Energii Biomasa (odpady fermentowalne)

Oddychanie komórkowe. Pozyskiwanie i przetwarzanie energii w komórkach roślinnych. Oddychanie zachodzi w mitochondriach Wykład 7.

Jak przebiega trawienie w żwaczu?

DLACZEGO NIE POWINNO SIĘ SPRZEDAWAĆ I SPALAĆ SŁOMY. Zagospodarowanie resztek pożniwnych i poprawienie struktury gleby

Funkcjonalne nano- i mikrocząstki dla zastosowań w biologii, medycynie i analityce

Laboratorium Pomorskiego Parku Naukowo-Technologicznego Gdynia.

ANEKS 5 Ocena poprawności analiz próbek wody

Techniki immunoenzymatycznego oznaczania poziomu hormonów (EIA)

Projektowanie Procesów Biotechnologicznych

FUNGISTATYCZNE ODDZIAŁYWANIE SZCZEPU BACILLUS COAGULANS W PORÓWNANIU Z ODDZIAŁYWANIEM WYBRANYCH FUNGICYDÓW

Definicja immobilizacji

Trawienie i wchłanianie substancji odżywczych

6. Wykorzystanie tyrozynazy otrzymywanej z pieczarki dwuzarodnikowej (Agaricus Bisporus) do produkcji L-DOPA

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTRUKCJA Z LABORATORIUM W ZAKŁADZIE BIOFIZYKI. Ćwiczenie 3 ANALIZA TRANSPORTU SUBSTANCJI NISKOCZĄSTECZKOWYCH PRZEZ

Biochemia Stosowana. Specjalność kierunku Biotechnologia Studia I stopnia

INSTYTUT GENETYKI I HODOWLI ZWIERZĄT POLSKIEJ AKADEMII NAUK W JASTRZĘBCU. mgr inż. Ewa Metera-Zarzycka

Transkrypt:

WODA-ŚRODOWISKO-OBSZARY WIEJSKIE 2015 (I III). T. 15. Z. 1 (49) WATER-ENVIRONMENT-RURAL AREAS ISSN 1642-8145 s. 59 67 pdf: www.itp.edu.pl/wydawnictwo/woda Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, 2015 Wpłynęło 06.10.2014 r. Zrecenzowano 25.11.2014 r. Zaakceptowano 10.12.2014 r. A koncepcja B zestawienie danych C analizy statystyczne D interpretacja wyników E przygotowanie maszynopisu F przegląd literatury AKTYWNOŚĆ METABOLICZNA GRZYBNI TRUFLI LETNIEJ Tuber aestivum/tuber uncinatum Vittad. Urszula JANKIEWICZ 1) ABEF, Stefan RUSSEL 2) AF, Ewa BAGIŃSKA 3) BF, Dorota HILSZCZAŃSKA 4) AD 1) Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Katedra Biochemii 2) Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach, Zakład Biologii Środowiska i Higienizacji Wsi 3) Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Samodzielny Zakład Biologii Mikroorganizmów 4) Instytut Badawczy Leśnictwa w Sękocinie S t r e s z c z e n i e Celem prezentowanych badań było oznaczenie aktywności enzymów wydzielanych do podłoża przez dwie formy trufli letniej: Tuber aestivum i Tuber uncinatum Vittad. W pracy wykazano, że T. aestivum i T. uncinatum uwalniają do podłoża hodowlanego białka enzymatyczne o aktywności: lakazy, proteazy, lipazy oraz celulazy i ksylanazy. Analiza aktywności enzymatycznej w płynnych hodowlach obu form trufli letniej wykazała znaczne różnice biochemiczne pomiędzy nimi. Obserwowano zdecydowanie większą aktywność zewnątrzkomórkowych enzymów u T. aestivum, szczególnie lakazową i peptydazową. Wyniki badań wskazują na różną swoistość substratową lipaz wydzielanych przez te trufle: T. uncinatum syntetyzuje lipazy wykazujące aktywność tylko do octanu p-nitrofenolu, natomiast T. aestivum także do palmitynianu p-nitrofenolu. W hodowlach obu form trufli wykryto niewielką aktywność celulolityczną i ksylanolityczną. Ksylanazy i celulazy oraz lakazy wydzielane przez grzybnię obu form tych trufli mogą brać udział w procesie zawiązywania symbiozy mykoryzowej. Słowa kluczowe: celulaza, ksylanaza, lakaza, lipaza, proteaza, Tuber aestivum/uncinatum Do cytowania For citation: Jankiewicz U., Russel S., Bagińska E., Hilszczańska D. 2015. Aktywność metaboliczna grzybni trufli letniej Tuber aestivum/tuber uncinatum Vittad. Woda-Środowisko- -Obszary Wiejskie. T. 15. Z. 1 (49) s. 59 67.

60 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 15. Z. 1 (49) WSTĘP Trufle są zaliczane do grupy makrogrzybów, zwanych też wielkowocnikowymi. Ich owocniki są zbudowane ze ściśle przylegających do siebie i zróżnicowanych anatomicznie strzępek grzybni, które tworzą kształt bulwy. Rodzaj trufla (Tuber spp.) obejmuje ok. 70 gatunków, z czego 32 występują w Europie [STREI- BLOVÁ i in. 2010]. Grzyby te są rzadko spotykane. Wytwarzają podziemne owocniki jadalne cenione przez ludzi i zwierzęta ze względu na niezwykły smak i aromat. Mikoryza umożliwia wzajemną wymianę substancji pokarmowych, która gwarantuje lepszy wzrost i rozwój obu komponentom [CSORBAINÉ i in. 2009; HILSZCZAŃSKA 2009]. Gatunek Tuber aestivum Vittad., nazywany truflą letnią, jest najbardziej rozpowszechnionym gatunkiem w Europie, dlatego też jest spotykany pod wieloma nazwami regionalnymi. Trufle tworzą symbiozę ektomykoryzową z wieloma gatunkami drzew i krzewów, jak np. dąb szypułkowy (Quercus robur L.), buk zwyczajny (Fagus sylvatica L.), leszczyna pospolita (Corylus avellana L.), lipa drobnolistna (Tilia cordata Mill.) oraz grab pospolity (Carpinus betulus L.) i jesion wyniosły (Fraxinus excelsior L.) [ROSA-GRUSZECKA i in. 2014; STREIBLOVÁ i in. 2010]. Z powodu skomplikowanego i mało poznanego cyklu rozwojowego hodowla trufli jest bardzo trudna. Zmniejszenie podaży trufli powoduje znaczne zwiększenie popytu na te grzyby, dlatego ceny niektórych ich gatunków, np. Tuber magnatum, są bardzo wysokie [HALL i in. 2003]. Do głównych czynników determinujących plon trufli naukowcy zaliczają: siedlisko, temperaturę, opady, warunki glebowe, mykoryzę oraz zmienność wewnątrzgatunkową. W najnowszych hipotezach o owocowaniu trufli zakłada się, że współżyją one z innymi mikroorganizmami glebowymi, a nie tylko z drzewami [CSORBAINÉ i in. 2009]. Istnieje wiele nieścisłości związanych z fizjologią tych grzybów, a procesy biochemiczne związane z ich rozwojem poznano w bardzo niewielkim stopniu. Dlatego celem niniejszej pracy był pomiar zewnątrzkomórkowej aktywności enzymatycznej dwóch form trufli letniej T. aestivum i T. uncinatum Vittad. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Materiał biologiczny Grzybnia hodowlana dwóch form trufli Tuber aestivum oraz T. uncinatum Vittad., rosnąca na pożywce MMN, pochodziła z kolekcji Zakładu Ekologii Lasu, Instytutu Badań Leśnictwa w Sękocinie Starym. Podczas badań grzyby przechowywano na podłożu stałym Martina w temperaturze 4 C. Warunki hodowli trufli Szczepy T. aestivum i T. uncinatum Vittad. hodowano na podłożu o następującym składzie (w przeliczeniu na dm 3 podłoża): glukoza 10 g, maltoza 5 g, KH 2 PO 4 0,5 g, MgSO 4 0,5g oraz tiamina HCl 0,0005 g i biotyna 0,005 g.

U. Jankiewicz i in.: Aktywność metabolityczna grzybni trufli letniej 61 Hodowle prowadzono przez 25 dni w temperaturze 28 C, próby pobierano sterylnie do oznaczeń, co 5 dni. Otrzymywanie preparatu enzymatycznego Źródłem preparatów grzybowych, w których oznaczano aktywność enzymatyczną były tzw. płyny pohodowlane, otrzymane po oddzieleniu biomasy grzybni od reszty pożywki w odpowiednio prowadzonych hodowlach grzybów, dodatkowo filtrowane przez sączki z bibuły i w razie konieczności wirowane (10 000 obr. min 1 przez 10 min), w celu osiągnięcia klarowności roztworu do oznaczeń enzymatycznych. Metody oznaczania aktywności enzymów A k t y w n o ś ć l a k a z y oznaczano z użyciem ABTS kwasu 2,2 -azynobis (3-etylenobenzotiazolinowego) (Sigma) jako substratu, stosując zmodyfikowaną metodę FERNANDESA i in. [2005]. Absorbancję prób zmierzono przy λ = 420 nm. Aktywność lakazy (U) wyrażono w mikromolach produktu powstałego w wyniku działania lakazy na substrat w temperaturze 25 C i w ph 5,2 w ciągu 1 min reakcji. A k t y w n o ś ć p r o t e a z y oznaczono z użyciem azokazeiny (Sigma) jako substratu. Mieszanina reakcyjna składała się z 300 μl enzymu, do którego dodawano 150 μl 1% azokazeiny w 0,1 M Tris-HCl o ph 6,8. Mieszaninę reakcyjną inkubowano przez 30 min w temperaturze 40 C. Reakcję przerywano, dodając 600 μl 10% kwasu trójchlorooctowego. Mieszaninę odwirowywano i mierzono absorbancję przy λ = 420 nm, względem próby kontrolnej [JANKIEWICZ i in. 2012]. Aktywność (U) wyrażono w wartości absorbancji przeliczonej na 1 min reakcji. A k t y w n o ś ć l i p a z y oznaczono zmodyfikowaną metodą WILLERDINGA i in. [2011] z użyciem octanu p-nitrofenolu (Sigma) i palmitynianu p-nitrofenolu (Sigma) jako substratów. Aktywność lipazy (U) wyrażono w mikromolach p-nitrofenolu, otrzymanego w wyniku reakcji w 0,1 M buforze Tris-HCl o ph 6,8 w temperaturze 37 C, ph = 7,8. Absorbancję mierzono przy λ = 405 nm wobec próby kontrolnej. A k t y w n o ś ć k s y l a n a z y oznaczono zmodyfikowaną metodą BAILEYA [1992] z użyciem jako substratu 1% xylanu (Sigma) w 0,1 M buforze fosforanowym o ph 6,0 i wyrażono ilością powstałych w reakcji cukrów redukujących. Zawartość cukrów redukujących oznaczono z zastosowaniem kwasu 3,5-dinitrosalicylowego (DNS) metodą MILLERA [1959]. Absorbcję zmierzono przy λ = 540 nm, wobec próby kontrolnej. Jako jednostkę aktywności (U) przyjęto liczbę mikromoli cukrów redukujących, uwolnionych w ciągu 1 minuty reakcji. A k t y w n o ś ć c e l u l a z oznaczono z użyciem 1% roztworu karboksymetylocelulozy (Sigma) w 0,1 M buforze fosforanowym o ph 6,0 i wyrażono w mikromolach cukrów redukujących oznaczanych w obecności DNS metodą MILLERA [1959]. Absorbancję zmierzono przy λ = 540 nm. Jako jednostkę aktywności (U) przyjęto liczbę mikromoli cukrów redukujących uwolnionych w ciągu 1 min reakcji.

62 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 15. Z. 1 (49) Wszystkie wyniki przedstawione w pracy są średnią z co najmniej trzech powtórzeń doświadczenia. Błąd względny nie przekraczał 5%. WYNIKI BADAŃ Aktywność lakazy wykryto zarówno w hodowli T. aestivum, jak i T. uncinatum, jednak jej poziom był różny. W hodowlach T. aestivum aktywność ta była kilkakrotnie większa niż w hodowlach T. uncinatum (rys. 1). 0,25 0,2 Aktywność lakazy (U) Activity of laccase (U) 0,15 0,1 0,05 0 0 5 10 15 20 25 Dzień hodowli Day of culture T. aestivum T. uncinatum Rys. 1. Zmiany aktywności lakazy w hodowlach T. aestivum oraz T. uncinatum; źródło: wyniki własne Fig. 1. Changes in the activity of laccase in cultures of T. aestivum and T. uncinatum; source: own study W przypadku obu form trufli największą aktywność lakazy, wynoszącą 0,22 U min 1 dla T. aestivum i 0,05 U min 1 dla T. uncinatum zaobserwowano w 10. dniu hodowli. Duża aktywność lakazy utrzymywała się do 15. dnia hodowli, natomiast później, w 20. i 25. dniu, aktywność ta znacznie malała. W hodowlach obu form grzybów zaobserwowano także aktywność proteolityczną. Poziom aktywności proteaz był niemal dwukrotnie wyższy w hodowli T. aestivum niż w hodowli T. uncinatum. Aktywność proteolityczna obu badanych form trufli stopniowo wzrastała w kolejnych dniach hodowli. W 5. dniu hodowli wykrywano jedynie niewielką aktywność, w 10. dniu hodowli poziom ten był już trzykrotnie wyższy, a najwyższy notowano w 15. dniu hodowli (rys. 2). Niewielkie zmniejszenie aktywności obserwowano w 20. dniu, natomiast w 25. dniu aktywność proteolityczna wynosiła jedynie ok. 40% jej największej wartości. Badane szczepy grzybów produkowały także zewnątrzkomórkowe lipazy, zarówno gdy jako substrat zastosowano p-nitrofenol palmitynianu, jak i p-nitrofenol

U. Jankiewicz i in.: Aktywność metabolityczna grzybni trufli letniej 63 0,6 0,5 Aktywność proteazy (U) Proteolotic activity (U) 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 5 10 15 20 25 Dzień hodowli Day of culture T. aestivum T. uncinatum Rys. 2. Zmiany aktywności proteolitycznej w hodowlach T. aestivum oraz T. uncinatum; źródło: wyniki własne Fig. 2. Changes in proteolytic activity in cultures of T. aestivum and T. uncinatum; source: own study octanu. Aktywność lipolityczną wykrywano jedynie w 15- i 20-dniowych hodowlach trufli (tab. 1). Aktywność zewnątrzkomórkowych enzymów lipolitycznych szczepu T. aestivum była większa w obecności palmitynianu p-nitrofenolu niż octanu p-nitrofenolu. Lipaza z hodowli T. uncinatum wykazała aktywność jedynie w obecności octanu p-nitrofenolu. Tabela 1. Aktywność lipolityczna w 15. i 20. dniu hodowli trufli Table 1. The lipolytic activity on 15 th and 20 th day of truffle culture Forma trufli Form of truffle Aktywność (U) w obecności palmitynianu p-nitrofenolu Activity (U) in the presence of p-nitrophenyl palmitate 15. dzień hodowli 15 th days of culture 20. dzień hodowli 20 th days of culture Aktywność (U) w obecności octanu p-nitrofenolu Activity (U) in the presence of p-nitrophenyl acetate 15. dzień hodowli 15 th days of culture 20. dzień hodowli 20 th days of culture T. aestivum 0,28 0,26 0,14 0,12 T. uncinatum nie wykryto nie wykryto 0,21 0,20 not detected not detected Źródło: wyniki własne. Source: own study. Śladową aktywność ksylanazy i celulazy odnotowano tylko w 10. i 15. dniu hodowli (tab. 2). Aktywność celulaz w hodowli trufli T. aestivum była większa w15. dniu hodowli, natomiast ksylanaz w 10. dniu. W hodowli T. unciantum wykryto niewielką aktywność ksylanaz i celulaz jedynie w 15. dniu ich hodowli.

64 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 15. Z. 1 (49) Tabela 2. Aktywność celulolityczna i ksylanolityczna trufli w 15. i 20. dniu hodowli Table 2. Cellulolytic and xylanolytic activity on 15 th and 20 th day of truffle culture Forma trufli Form of truffle Aktywność (U) celulaz Cellulase activity (U) 10. dzień hodowli 10 th days of culture 15. dzień hodowli 15 th days of culture Aktywność (U) ksylanaz Xylanase activity (U) 10. dzień hodowli 10 th days of culture 15. dzień hodowli 15 th days of culture T. aestivum 0,12 0,14 0,14 0,11 nie wykryto nie wykryto T. uncinatum 0,09 0,10 not detected not detected Źródło: wyniki własne. Source: own study. DYSKUSJA W warunkach doświadczenia dwie formy trufli letniej T. aestivum i T. uncinatum wytwarzały zewnątrzkomórkowe enzymy o aktywności: lakazy, lipazy, ksylanazy, celulazy i proteazy. Pomiędzy tymi dwiema formami wystąpiły duże różnice w aktywności wydzielanych enzymów forma T. aestivum była bardziej aktywna biochemicznie. Ciekawa jest zaobserwowana w badaniach zdolność uwalniania enzymów o aktywności lakazowej przez obydwie badane formy. Lakazy enzymy z klasy oksydoreduktaz są bardzo rozpowszechnione w świecie roślin i grzybów, katalizują utlenianie szerokiego spektrum związków organicznych i nieorganicznych [ARIAS i in. 2003; SUZUKI i in. 2003]. Dotychczas nie opisano szczegółowo tych enzymów u trufli, ale potwierdzono obecność sekwencji kodującej to białko enzymatyczne w genomie Tuber magnatum [ZAMPIERI i in. 2014]. Lakazy grzybowe, obok peroksydaz, należą do enzymów ligninolitycznych, biorących udział w naturalnych warunkach środowiskowych w rozkładzie ligninocelulozy, będącej trudno biodegradowalnym związkiem chemicznym [LI i in. 2008; THURSTON 1994]. W przypadku trufli podkreśla się także udział tych enzymów w oksydacji monofenoli i fenoli [ZAMPIERI i in. 2014]. Aktywność lakazy w stosunku do ABTS jako substratu obserwowano u innych grzybów, w tym Ascomycota sp. i Cladosporium sp. Prezentowane przez autorów wyniki badań przedstawiają podobną jak w naszych badaniach tendencję spadku aktywności po dłuższym czasie hodowli grzybów [LI i in. 2014]. Proteazy (peptydazy) są enzymami niezbędnymi w każdej żywej komórce, ponieważ przyczyniają się do utrzymania równowagi pomiędzy degradacją a syntezą białek [NYGREN i in. 2007]. Główną rolą zewnątrzkomórkowych proteaz wydzielanych przez szczepy T. aestivum i T. uncinatum może być udział w odżywaniu i wzroście grzybni. Wydzielanie proteaz jest dość powszechną cechą u grzybów. Hydrolazy te dobrze scharakteryzowano np. u Pleurotus ostreatus [PALMIERI i in. 2001] lub u różnych szczepów Aspergillus [MACCHIONE i in. 2008].

U. Jankiewicz i in.: Aktywność metabolityczna grzybni trufli letniej 65 Obydwie formy badanych trufli mają zdolność do uwalniania lipaz. Lipazy charakteryzują się zdolnością katalizy międzyfazowej, która polega na przeprowadzeniu reakcji w układach typu lipid-woda. Stanowią one bardzo różnorodną grupę enzymów katalizujących reakcje hydrolizy estrów i transestryfikacji gliceroli [MROZIK i in. 2008; ÜLKER i in. 2011]. Grzybowe lipazy, ze względu na swoją specyfikę i stabilność w zróżnicowanych warunkach chemicznych i fizycznych, odgrywają dużą rolę w przemyśle oraz biokonwersji cennych substancji [SUBASH i in. 2013]. Ich aktywność wykryto m.in. w hodowlach Rhodosporidium sp. i Candida sp. [LI i in. 2014]. W literaturze jest niewiele szczegółowych informacji o tych enzymach pochodzenia grzybowego, co może być związane z rzadkim występowaniem ich w tych organizmach oraz trudnościami związanymi z wydzielaniem ich z komórek [ANTCZAK 2001], dlatego też duża wewnątrzkomórkowa aktywność lipolityczna u badanych form trufli letniej jest niezwykle ciekawa. Celulazy i ksylanazy to hydrolazy zdolne do rozkładu celulozy i ksylanu, polisacharydów obficie występujących w środowisku naturalnym. Ksylan jest jednym z podstawowych składników hemiceluloz, które wraz z ligniną i celulozą wchodzą w skład kompleksu ligninocelulozowego w ścianach komórkowych roślin, będąc ważnym składnikiem drewna [TOKARZEWSKA-ZADORA i in. 2005]. Celulazy i ksylanazy to hydrolazy często występujące u grzybów, ich aktywność oznaczono m.in. u Cerrena unicolor [BELOWA i in. 2014] oraz u Trichoderma reesei [DESHPANDE i in. 2008]. PODSUMOWANIE 1. Badane formy trufli letniej T. aestivum i T. uncinatum Vittad. wydzielają zewnątrzkomórkowe białka enzymatyczne o aktywnościach: lakazy, proteazy, lipazy oraz ksylanazy i celulazy. 2. Dużą aktywność enzymatyczną obserwowano pomiędzy 10. a 20. dniem hodowli trufli w płynnych pożywkach, przy czym większą aktywność wszystkich badanych enzymów wykryto u T. aestivum. 3. Ksylanazy i celulazy oraz lakazy wydzielane przez grzybnię obu form trufli letniej mogą brać udział w procesie zawiązywania symbiozy mykoryzowej. 4. Proteazy i lipazy mogą uczestniczyć w pozyskiwaniu składników energetycznych do wzrostu grzybni trufli. 5. Zaobserwowane znaczne różnice w poziomie i rodzaju aktywności enzymów mogą świadczyć o odmiennej aktywności metabolicznej badanych form trufli letniej.

66 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 15. Z. 1 (49) LITERATURA ANTCZAK T. 2001. Lipazy grzybowe Mucor circinelloides i Mucor racemosus: otrzymywanie i katalityczne właściwości. Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej. Rozprawy Naukowe. Z. 298. ISSN 0137-4834 ss. 175. ARIAS M. E., ARENAS M., RODRIGUEZ J., SOLIVERI J., BALL A. S., HERNÁNDEZ M. 2003. Kraft pulp biobleaching and mediated oxidation of a nonphenolic substrate by laccase from Streptomyces cyaneus CECT 3335. Applied and Environmental Microbiology. Vol. 69. Iss. 4 s. 1953 1958. BALIEY M. J., BIELY P., POUTANEN K. 1992. Interlaboratory testing of methods for assay of xylanase activity. Journal of Biotechnology. Vol. 23. Iss. 3 s. 257 270. BELOVA O., VLISOV A., VINOKUROVAN G., KOSTENEVICH A., ASAPUNOVA L., LOBANOK A.G., LEON- TIEVSKY A.A. 2014. Xylanase and cellulase of fungus Cerrena unicolor VKM F-3196: Production, properties, and applications for the saccharification of plant material. Applied Biochemistry and Microbiology. Vol. 50. No. 2 s. 148 153. CSORBAINÉ A.G., EDVI G., GODÓ N., DIMÉNY J. 2009. Myccorhization experiments with summer truffle (Tuber aestivum Vitt.). W: First Conference on the European Truffle Tuber aestivumluncinatum. Vienna, 6 8.11.2009. Wiedeń. University of Vienna s. 6 7. DESHPANDE S.K., BHOTMANGE M.G., CHAKRABARTI T., SHASTRI P.N. 2008. Production of cellulase and xylanase by Trichoderma reesei (QM 9414 mutant), Aspergillus niger and mixed culture by solid state fermentation (SSF) of water hyacinth (Eichhornia crassipes). Indian Journal of Chemical Technology. Vol. 15. Iss. 5 s. 449 456. FERNANDES L., LOGUERCIO-LEITE C., ESPOSITO E., REIS M. M. 2005. In vitro wood decay of Eucalytpus grandis by the basidiomycete fungus Phellinus flavomarginatus. International Biodeterioration and Biodegradation. Vol. 55. Iss. 3 s. 187 193. HALL I.R., YUN W., AMICUCCI A. 2003. Cultivation of edible ectomycorrhizal mushrooms. Trends in Biotechnology. Vol. 21. Iss. 10 s. 433 438. HILSZCZAŃSKA D. 2009. Propozycja mikoryzacji sadzonek drzew leśnych z udziałem trufli letniej (Tuber aestivum) w Polsce. Sylwan. R. 153. Z. 4 s. 281 286. JANKIEWICZ U., KILISZCZYK A., RUSSEL S. 2012. Charakterystyka właściwości proteolitycznych dwóch wybranych szczepów bakterii z rzędu Myxococcales. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 3. Z. 3 (39) s. 53 62. LI A., ZHU Y., XU L., ZHU W., TIAN X. 2008. Comparative study on the determination of assay for laccase of Trametes sp. African Journal of Biochemistry Research. Vol. 2. Iss. 8 s. 181 183. LI L., SINGH P., LIU Y., PAN S., WANG G. 2014. Diversity and biochemical features of culturable fungi from the coastal waters of Southern China. AMB Express. Vol. 4. Iss. 60 s. 1 11. MACCHIONE M. M., MERHEB C.W., GOMES E., DA SILVA R. 2008. Protease production by different thermophilic fungi. Applied Biochemistry and Biotechnology. Vol. 146. Iss. 1 3 s. 223 230. MILLER G. L. 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagnet for determination of reducing sugars. Analytical Chemistry. Vol. 31. Iss. 3 s. 426 428. MROZIK A., HUPERT-KOCUREK H., NOWAK B., ŁABUŻEK S. 2008. Microbial lipases and their significance in the protection of the environment. Postępy Microbiologii. T. 47. Z. 1 s. 43 50. NYGREN C. M., EDQVIST J., ELFSTRAND M., HELLER G., TAYLOR A. F. 2007. Detection of extracellular protease activity in different species and genera of ectomycorrhizal fungi. Mycorrhiza. Vol. 17. Z. 3 s. 241 248. PALMIERI G., BIANCO C., CENNAMO G., GIARDINA P., MARINO G., MONTI M., SANNIA G. 2001. Purification, characterization, and functional role of a novel extracellular protease from Pleurotus ostreatus. Applied and Environmental Microbiology. Vol. 67. Iss. 6 s. 2754 2759.

U. Jankiewicz i in.: Aktywność metabolityczna grzybni trufli letniej 67 ROSA-GRUSZECKA A., HILSZCZAŃSKA D., SZMIDLA H. 2014. Warunki środowiskowe sprzyjające występowaniu trufli (Tuber spp.) na historycznych stanowiskach w Polsce. Leśne Prace Badawcze. Vol. 75. Iss. 1 s. 5 11. STREIBLOVÁ E., GRYNDLEROVÁ H., VALDA S., GRYNDLER M. 2010. Tuber aestivum hypogeous fungus neglected in the Czech Republic. A review. Czech Mycology. Vol. 61. Iss. 2 s. 163 167. SUBASH C.B., PERIASAMY A., LAKSHMIPRIYA T., AZARIACH H. 2013. Strategies of characterize fungal lipases for applications in medicine and dairy industry. Biomed Research International. Vol. 2013. Z. 1 s. 1 10. SUZUKI T., ENDO K., ITO M., TSUJIBO H., MIYAMOTO K., INAMORI Y. 2003. Thermostable laccase from Streptomyces lavendulae REN-7: Purification, characterization, nucleotide sequence, and expression. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. Vol. 67. Iss. 10 s. 2167 2175. THURSTON CH.F. 1994. The structure and function of fungal laccases. Microbiology. Vol. 140 s. 19 26. TOKARZEWSKA-ZADORA J., ROGALSKI J., SZCZODRAK J. 2005. Enzymy rozkładające ksylan charakterystyka i zastosowanie w biotechnologii. BioTechnologia. T. 2 (69) s. 163 182. ÜLKER S., ÖZEL A., ÇOLAK A., KARAOGLU S. 2011. Isolation, production, and characterization of an extracelluar lipase from Trichoderma harzianum isolated from soil. Turkish Journal of Biology. Vol. 35 s. 543 550. WILLERDING A. L., OLIVEIRA L. A., MOREIRA F. W., GERMANO M. G., CHAGAS A. F. 2011. Lipase activity among bacteria Isolated from amazonian soils. Enzyme Research. Vol. 2011 s. 1 5. ZAMPIERI E., GUZZO F., COMMISSO M., MELLO A., BONFANTE P., BALESTRINI R. 2014. Gene expression and metabolite changes during Tuber magnatum fruiting body storage. Current Genetic. Vol. 60 s. 285 294. Urszula JANKIEWICZ, Stefan RUSSEL, Ewa BAGIŃSKA, Dorota HILSZCZAŃSKA METABOLIC ACTIVITY OF Tuber aestivum/tuber uncinatum Vittad. MYCELLIUM Key words: cellulase, laccase, lipase, protease, Tuber aestivum/uncinatum, xylanase S u m m a r y Truffle have long been appreciated for their culinary value. However, knowledge about their biochemical activity is still insufficient. Therefore, the aim of this study was to preliminarily assess the enzymatic activity of two forms of summer truffle (Tuber aestivum Vittad.). The results showed that studied fungi of the genus truffle (Tuber spp.) T. aestivum and T. uncinatum secrete extracellular enzymatic proteins with activities of: laccase, protease lipase, cellulase and xylanase. The high activity of the enzyme was observed between 10 th and 20 th day of truffle cultivation in liquid culture. Higher activity of all tested enzymes was detected in the culture of T. aestivum. Significant differences observed in the level and kind of enzymatic activity might indicate different metabolic activity of studied forms of summer truffle. Adres do korespondencji: dr U. Jankiewicz, Szkoła Głowna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Rolnictwa i Biologii, Katedra Biochemii, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa; tel. + 48 22 593-25-58, e-mail: Urszula_Jankiewicz@sggw.pl