Изучение антимикробных пептидов растений и грибов - биофунгицидов нового поколения
В рамках предлагаемого проекта впервые будет проведен скрининг широкого спектра дикорастущих растений из различных биоэкологических групп, и микроскопических грибов, выделенных из экосистем с экстремальными условиями (повышенный уровень засоленности почвы, повышенная кислотность, низкие температуры) на предмет выявления новых высокоактивных соединений пептидной природы, обладающих выраженными антимикробными свойствами по отношению к наиболее значимым возбудителям грибных и бактериальных болезней культурных растений, а также ряду условно-патогенных культур, вызывающих болезни сельскохозяйственных животных. Результаты проведенного скрининга будут объединены с имеющейся у коллектива заявителей в наличии базой данных АМП, сформированной ранее по итогам работы с рядом природных источников (преимущественным образом, сорных растений разнообразных ботанических семейств). На основании полученного массива данных о структурно-функциональном разнообразии антимикробных пептидов (АМП) будет проведена их систематизация по следующим параметрам: а) пептиды широкого спектра действия, обладающие фунгицидным действием; б) широкого спектра действия, обладающие фунгистатическим действием; в) пептиды узкого спектра действия, обладающие выраженным фунгицидным действием. В дальнейшем данная дополненная база данных послужит основой для разработки подход направленного дизайна пептидных биопрепаратов как в индивидуальном, так и в комбинированном варианте, в зависимости от вида или спектра грибных видов – возбудителей болезней (широкоспецифичные или узконаправленные фитопатогены). Основным моментом, определяющим актуальность данного проекта, во-первых, является использование в качестве биологических объектов исследования дикорастущие (включая сорные) растения, которые обладают повышенной устойчивостью к комплексу стрессовых факторов биотической и абиотической природы, высоким репродуктивным потенциалом, аллелопатическими воздействиями, а также рядом других свойств, которые преимущественно были утрачены или существенно лимитированы в процессе селекционного процесса. В качестве второй группы биообъектов будут взяты представители почвенных микроскопических грибов, обитающих в труднодоступных экологических зонах и обладающие высокой антагонистической активностью против разнообразных представителей живых организмов (бактерии, актиномиценты, другие грибы, простейшие, нематоды), что позволяет им выживать в крайне жестких условиях конкурентных взаимодействий. Значимым результатом, определяющим успешное выполнение заявленного проекта, будет являться получение обширных данных о разнообразии антимикробных соединений полипептидной природы, продуцируемых дикорастущими растениями и экстремофильными микроскопическими грибами, их структурно-функциональном анализе и фундаментально-ориентированных основах для их применения в качестве потенциальных действующих веществ биопестицидов и антибиотиков нового поколения, рекомендуемых для применения в интегрированной системе защиты растения в рамках интенсивного сельскохозяйственного производства, что позволит повысить валовый сбор и качество урожая ряда культурных растений, обеспечивающих продовольственную безопасность нашей страны.
1 Июля 2018 года 30 Июня 2023 года
Список публикаций по проекту
- (2020). Antimicrobic Activity of the Lipopeptide Emericellipsin A Isolated from Emericellopsis alkalina against Biofilm-Forming Bacteria. APPL BIOCHEM MICRO+ 56 (3), 292–297
- (2020). Isolation of antimicrobial peptides from different plant sources: Does a general extraction method exist? Plant Methods 16 (1), 143
- (2021). Antimicrobial Potential of the Alkalophilic Fungus Sodiomyces alkalinus and Selection of Strains–Producers of New Antimicotic Compound. APPL BIOCHEM MICRO+ 57 (1), 86–93
- (2021). The Emericellipsins A–E from an Alkalophilic Fungus Emericellopsis alkalina Show Potent Activity against Multidrug-Resistant Pathogenic Fungi. J Fungi (Basel) 7 (2), 1–17
- (2022). Rational Design of Plant Hairpin-like Peptide EcAMP1: Structural–Functional Correlations to Reveal Antibacterial and Antifungal Activity. Molecules 27 (11),
- (2022). Enzymatic and Antimicrobial Activities in Polar Strains of Microscopic Soil Fungi. Dokl Biol Sci 507 (1), 380–393
- (2023). The Antifungal and Reactivation Activities of a Novel Glycine/Histidine-Rich Linear Peptide from Dog-Grass (Elytrigia repens (L.) Desv. Ex Nevski) Ears. APPL BIOCHEM MICRO+ 59 (1), 41–47
- (2023). Diversity of Cationic Antimicrobial Peptides in Black Cumin (Nigella sativa L.) Seeds. Int J Mol Sci 24 (9), 8066
- (2018). Characterization of Hydroxyproline-Containing Hairpin-Like Antimicrobial Peptide EcAMP1-Hyp from Barnyard Grass (Echinochloa crusgalli L.) Seeds: Structural Identification and Comparative Analysis of Antifungal Activity. Int J Mol Sci 19 (11),
- (2019). Sub-inhibitory Effects of Antimicrobial Peptides. Front Microbiol 10 (MAY), 1160
- (2023). The potential of plant antimicrobial peptides for crop protection against diseases. PPT 106 (3), 120–136
- (конференция) (2021). Novel hevein-like defense peptides from wild cereals. FEBS Open Bio 256 (S1), 384
- (конференция) (2021). Thionins from blackseed (Nigella sativa L.) with multiple activity. FEBS Open Bio (S1), 384
- (конференция) (2021). Novel Antifungal Peptaibols Emericellipsins A-E with Anticancer and Antibiofilm Potential from an alkalophilic fungus Emericellopsis alkalina. Conference Proceedlings Paper of The 1st International Electronic Conference on Antibiotics (ECA 2021) ,
- (конференция) (2019). Антимикробные пептиды из семейства тионинов, выделенные из семян черного тмина (Nigella sativa L.), обладают цитотоксичностью по отношению к линиям опухолевых клеток in vitro. Успехи молекулярной онкологии 6 (S4), 158–159
- (конференция) (2019). Diversity of proline/hydroxyproline-rich glycopeptides from dandelion (Taraxacum officinale) flowers with high specific antimicrobial activity against pigment-generating plant pathogenic fungi. FEBS Open Bio 9 (S1), 311