Ugrás a tartalomhoz

Fermentációs biotechnológia

Dr. Kutasi József (2007)

Glia Kft.

Anyarozs alkaloidok

Anyarozs alkaloidok

Az anyarozs alkaloidokat a Claviceps purpurea gomba állíja elő. A gomba hatóanyagainak egy része simaizom-összehúzó hatású. Ezeket elsősorban a centrális és periferiális vérzések csillapítására és a szülészeti gyakorlatban méhösszehúzó hatása miatt alkalmazzák. További jelentősége van a migrén és a Parkinson-kór kezelésében is. Terápiás jelentősége miatt az anyarozst mesterségesen fertőzött rozstáblákon termesztették, mert mint obligát parazita, táptalajon nem volt tenyészthető, de ma már fermentációval és szintetikus módon ezek az alkaloidok előállíthatók.

Előfordulásuk, jelentőségük

Az anyarozs nevű tömlősgomba (Claviceps purpurea) példája jól illusztrálja, hogy egy gomba egyszerre lehet veszélyes megbetegedéseket okozó és ugyanakkor a modern gyógyászat egyik legfontosabb farmakológiailag hasznosított gombafaja is. Az anyarozs növényi kórokozó (fitopatogén) gomba, amely a gabonafélék (elsősorban a rozs) virágait fertőzi meg, elpusztítva a termőt. Ősszel a kalászban a fertőzött virágok helyén a 2–5 cm hosszú, görbült, fekete "varjúköröm" alakul ki, amely a gomba vegetatív kitartó képlete, ún. szkleróciuma (ábra). A szklerócium több mint száz biológiailag aktív vegyületet, elsősorban alkaloidokat tartalmaz, amelyek között toxikusak is vannak.

Az anyarozs egyes hatóanyagai a) ergolin b) lizergsav c) ergotamin

Az anyarozs egyes hatóanyagai a) ergolin b) lizergsav c) ergotamin

Már a középkorban ismertek voltak azok a tömeges megbetegedések, amelyeket a fertőzött, varjúkörmöket tartalmazó rozsból őrölt liszt fogyasztása okozott. Ez az ergotizmusnak nevezett betegség (valójában mérgezés) egyes vidékeken olyan gyakori volt, hogy járványosnak tekintették és külön szerzetesrend foglalkozott a gyógyításával. Először Adam Lonitzer 1582-ben kiadott Füvészkönyve említi, hogy a gombának gyógyító hatása is van. A gyógyszerkönyvekben azóta mint Secale cornutum szerepel. Csak a század elején sikerült azonban az egyik anyarozs-alkaloidot tiszta formában is kinyerni.

A gomba fő hatóanyagai, az indol-alkaloidok közé tartoznak. Alapvázuk a tertaciklusos ergolin. A vegyületek két fő csoportba oszthatók: a lizergsav-származékokéba (pl. ergopeptin, ergotamin, ergopeptámok) és a clavin-alkaloidokéba (pl. clavin, agroclavin, elymoclavin). Az alkaloidokon kívül az anyarozs még egy sor, különböző szerkezetű hatóanyagot tartalmaz, mint pl. kéntartalmú hisztidinszármazékokat (pl. ergithionein), különleges zsírsavakat, indolditerpéneket, antrakinon-karbonsavakat és pigmenteket, amelyeket ergochromoknak neveznek. A gomba hatóanyagainak egy része vajúdást elősegítő, simaizom-összehúzó hatású. Ezeket elsősorban a centrális és periferiális vérzések csillapítására és a szülészeti gyakorlatban méhösszehúzó hatása miatt alkalmazzák. További jelentősége van a migrén és a Parkinson-kór kezelésében is.

Anyarozs alkaloidok és hatásaik: ERGOMETRIN: az amin-csoport miatt sóképzésre hajlamos, tartarát (ERGAM), vagy maleát formájában hozzák forgalomba. A szabad bázis vízben rosszul oldódik, etilacetáttal extrahálható, CCl4-dal együtt kristályosodik. Hatása: oxitocin jellegű, a méhizomzat összehúzódását okozza. A szülés megindítására, gyorsítására és a kapcsolatos vérzések csökkentésére használják. Érösszehúzó hatása miatt migrénes rohamok kezelésére is jó. Adagja: 0,3 mg (picike) Ellenjavallat: terhesség. Az Ergometrin önmagában is gyógyszer, de a lizergsav és más származékok kiindulási anyaga is lehet. ERGOTAMIN: másik típus, itt az alapvázon több-gyűrűs tripeptid lóg. A különböző aminosavak beépülése révén több hasonló molekula. Apoláros aminosav oldalláncok - rosszabb vízoldhatóság. Erős érösszehúzó hatású, ezzel a vérnyomást emeli. Elimoklavin, lizergol, lizergsav, LSD (kábítószer).

Szaprofita Claviceps törzsek fermentációs tenyésztése

Terápiás jelentősége miatt az anyarozst mesterségesen fertőzött rozstáblákon termesztik, mert mint obligát parazita, fermentációs tenyésztése nehézkes. Az alfa-hidroxi-etil-lizerg-amid (D-lizergsav) előállítását szaprofita Claviceps paspali, C. fusiforms, C. purpurea fajjal végzik, az előállított terméket félszintetikus alkaloidok előállítására használják (pl. lizergsav-dietil-amid, LSD). A scale up problémái: a főfermentáció 8-12 napos, így nagy sterilitási és stabilitási körülményeket kell biztosítani a tenyészetnek, mint fonalas gombák igen érzékenyek a keverés miatt fellépő nyíró erőkre (a gombafonalak elszakadnak), ugyanakkor átlagos oxigénigényűek.

alfa-hidroxi-etil-lizerg-amid

alfa-hidroxi-etil-lizerg-amid

A lizergsav előállításhoz a táptalajnak tartalmaznia kell mannitot vagy szukcinátot, az ergotaminhoz szacharózt vagy citrátot. A glükóz represszálja az alkaloid előállítást, ugyanakkor triptofán adagolással a gombatenyészet szekunder metabolizmusa, így az alkaloid szintézis indukálható. A szubmerz fermentáció kezdetén a trikarbonsav ciklus uralkodó szerepű, ezért is fontos a ciklus valamilyen szerves savát adagolni.

A Claviceps törzsek fenntartása szintén problematikus, mivel az egyes átoltások, passzálások során a törzsek termelőképessége gyorsan csökken. Itt nagy fontosságú az egyes termőképes izolátumok fagyasztással vagy liofilizálással való tartósítása.