Пигменты бактерий и грибов

Пигменты бактерий и грибов — это красящие вещества различных классов химических соединений. Они могут выделяться в окружающую среду или входить в состав клеток. Бактерии и грибы, синтезирующие пигменты, чаще всего встречаются среди обитателей воздуха, почвы и воды.

Синтез пигментов лучше всего протекает при следующих условиях:

• Полный доступ кислорода.
• Субоптимальная (не максимальная, но близкая к ней) температура.
• Облучение солнечным светом (инсоляция).

Этот процесс контролируется геномом организма, относительно постоянен для конкретного вида и поэтому часто используется в качестве диагностического признака для идентификации микроорганизмов.

Основные классы и продуценты пигментов

• Каротиноидные пигменты, имеющие жёлтые, красные и оранжевые тона, синтезируют:

  • Стафилококки (Staphylococcus spp.).
  • Микрококки (Micrococcus spp.).
  • Сарцины (Sarcina spp.).
  • Микобактерии (Mycobacterium spp.).
  • Коринебактерии (Corynebacterium spp.).
  • Нокардии (Nocardia spp.).
  • Красные дрожжи (например, рода Rhodotorula).
  • Пурпурные бактерии.

• Прочие бактериальные пигменты:

  • Красный пирогаллоловый пигмент продигиозин продуцирует бактерия Serratia marcescens.
  • Нерастворимый в воде синий пигмент индигоидин выделяют некоторые виды псевдомонад (Pseudomonas), коринебактерий (Corynebacterium) и артробактерий (Arthrobacter).
  • Растворимый в воде синий пигмент пиоцианин (производное феназина) синтезирует Pseudomonas aeruginosa.
  • Бактерия Chromobacterium violaceum продуцирует сине-фиолетовый пигмент виолацеин.

• Пигменты грибов: Широкий спектр пигментов с обширной цветовой гаммой производят многие грибы, в том числе патогенные для человека (например, некоторые виды Aspergillus или Fusarium).

Свойства и функции пигментов

• Растворимость: Пигменты, растворимые в воде, окрашивают как сами колонии микроорганизмов, так и питательную среду вокруг них. Нерастворимые в воде пигменты окрашивают только колонии.

• Функции:

  • У фотосинтезирующих бактерий пигменты (например, бактериохлорофилл и каротиноиды) наряду с улавливанием света участвуют в процессах, аналогичных дыханию.
  • У гетеротрофных организмов (не способных к фотосинтезу) пигменты часто выполняют защитную функцию, оберегая клетку от повреждающего действия видимого и ультрафиолетового излучения.

Современный контекст

Сегодня изучение микробных пигментов вышло за рамки таксономии. Они рассматриваются как биологически активные соединения с большим потенциалом для биотехнологии. Многие бактериальные и грибные пигменты обладают антиоксидантными, антимикробными, противоопухолевыми свойствами, что делает их перспективными для:

• Создания натуральных красителей для пищевой и косметической промышленности.
• Разработки новых лекарственных препаратов.
• Применения в качестве биоиндикаторов и в нанотехнологиях.

Кроме того, современные генетические методы позволяют не только идентифицировать гены, ответственные за синтез пигментов, но и конструировать штаммы-продуценты с повышенным выходом целевых веществ.