PENACHO DE AZUFRE Y COLA DE PAVO

La biosíntesis y biodegradación de

Organohalogenados por Basidiomycetes

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Resumen:

Clorados alifáticos y compuestos aromáticos son generalmente considerados ser indeseables contaminantes xenobióticos. Sin embargo los hongos superiores, Basidiomicetos tienen capacidad extendida para biosíntesis órganohalogenado. Halógenos orgánicos absorbibles y/o peso molecular bajo halógenos compuestos. Son producidos por Basidiomicetos de 68 generos de 20 familias diferentes. La mayoría de los 81 halogenados metabolitos identificados por Basidiomicetos hasta la fecha son clorados, aunque bromados y también se han descrito metabolitos iodados. Dos amplias categorías de Basidiomicetos órgano halogenados metabolitos son compuestos aromáticos halogenados y los compuestos halo alifáticos. Algunos de estos metabolitos órganohalógenados tienen función fisiológica demostrable como antibióticos y como metabolitos implicados en la degradación de lignina. Basidiomicetos producen gran cantidad de bajo peso molecular organohalogenados o halógenos orgánicos absorbibles (AOX) cuando se cultiva en sustrato lignocelulósica. En nuestra opinión los basidiomicetos como compuestos de desechos forestales, son una importante fuente natural de órganohalógenos en ambiente forestal.

Los basidiomicetos también son potentes degradadores de una amplia gama de contaminantes clorados, como sistemas efluente de molinos de kraft y pentaclorofenol bifelinos dioxinas y bifelinos policlorados. El medio extracelular, enzimas degradadoras de lignina y los basidiomicetos están involucrados en la degradación oxidativa de clorofenoles y dioxinas, pueden causar decloracion reductiva de halo metanos. No hay una separación clara entre contaminación y la limpieza dentro de los basidiomicetos, varios géneros Bjerkandera, Hericium, Phlebia y Trametes, producen cantidades significantes de compuestos clorados pero también son muy efectivos en el metabolismo o biotransformación clorados.

INTRODUCCION

LA APARICION DE ORGANOHALOGENOS EN LA NATURALEZA ES GENERALMENTE ATRIBUIDO, a las actividades antropogenicas, sin embargo mas de 2600 compuestos naturales halogenados han sido identificados (66,67) y un gran estanque de parámetro mayor, ha sido detectado en medio ambiente no contaminados (18,69,134). Muestras de suelos forestales recogidos en todo el mundo contienen AOX concentraciones de entre 20 mg y 360 mg/kg de tierra seca. El amplio estanque de organoalogenos naturales en ambientes terrestres indica una fuente ubicua. Reciente análisis de Noruega en basura de abeto encerrado en bolsas de basura y de un perfil de suelo de coníferas indica fuertemente que los halógenos orgánicamente se producen en el suelo (92). Ademas ligadas orgánicamente los halógenos son dinamicos ya que su producción y mineralización ocurre durante la descomposición de lechos forestales. Los microorganismos que degradan el material lignocelulosico parece estar implicado en la producción de AOX.

Basidiomycetes son los grupos más ecológicos de organismos responsable de responsable de convertir los desechos lignocelulósicos tales como madera, paja y hojarasca (174). Estos hongos superiores producen cuerpos macroscópicos a menudo llamados: hongos o cuerpos fructíferos.

Dos ejemplos comunes que se encuentran en todo el mundo son mechones de azufre (hypholoma) y cola de pavo (trametes). Basidiomycetes constituyen una parte importante de la biomasa en residuos de los bosques.

Un peso estimado de 1 tonelada del micelio basidiomicetos es producido anualmente por cada hectárea de un bosque de madera templada típica. El hongo ARMILLARIA BULBOSA se cree que es uno de los mayores y mas antiguos organismos vivos.

Muchos basidiomicetos producen cantidades importantes de AOX (187) y varios también se reportan para producir metabolitos organicos halogenados aromaticos y alifáticos de novo indicando que este grupo de organismos es una fuente potencialmente importante de origen natural organohalogenado en ambientes terrestres y en la atmosfera (49,60,75).

Esta critica postula que los basidiomicetos son de hecho una fuente importante de organohalogenos en el medio terrestre. Ademas, de los conocimientos actuales sobre la biosíntesis, se discute el conocimiento actual sobre la biosíntesis, función fisiológica y destino medioambiental de los metabolitos organicos halogenados basidiomicetos.

No solo son basidiomicetos implicados en la biosíntesis organohalogenados, pero muchos informes indican que estos organismos pueden degradarse en compuestos organohalogenos antropogenicos.

En muchos casos, las enzimas que degradan la lignina, son responsables en la degradación de xenobióticos organohalogenados.

Ubicuidad de producción organohalogenado entre basidiomicetos

Halogenos orgánicos y el total de halógenos orgánicos han sido usados como amplios parámetros a basidiomicetos, en una encuesta realizada por Verhagen para evaluar la ubicuidad de la producción AOX entre los basidiomicetos.

Aproximadamente el 50% de las cepas evaluadas y el 55% de los géneros ensayados produjeron más de 0.1 mg/l AOX. 38 cepas produjeron altos niveles moderados de 1-67 mg AOX/L. Este grupo fue dominado por especies pertenecientes a el género Hypholoma, Mycena, Bjerkandera, Pholiota y Phellinus y específicamente produjeron AOX en el rango 1-30g AOX/Kg de peso en seco de biomasa micelial. Se identificaron muchas especies de hongos de gran importancia ecológica entre los más altos productores.

Estas especies también produjeron AOX cuando se cultivaron sobre sustratos lignocelulosicos naturales.

Oberg descubrió un aumento significante en la cantidad total de organohalogenos con 8 de 9 pruebas de hongos blancos en lignocelulosica como la cola del pavo común

Biodiversidad de la capacidad de producir Organohalogenados

La capacidad biológica para AOX y TOX y/o producción de metabolitos organohalogenados específico (referencias en la sección siguiente) es generalizada entre las diferentes familias de basidiomicetos. Existe una amplia distribución taxonómica a través de 68 géneros de 20 familias dentro de las órdenes de los Agaricales y Aphyllophorales. La mayoría de las familias pertenecientes a los dos órdenes tienen al menos un representante positivo. Taxonómica pocos se encuentran en el orden de los Agaricales, que incluyen el Strophariaceae y el Tricholomataceae, el orden de los Aphyllophorales muestra la producción alta organohalogena en la familia de los Hymenochaetaceae y varios géneros de toda la polyporaceae también producen organohalogenos. Se utilizaron técnicas bilógicas moleculares para inferir relaciones filogenéticas de la Polyporaceae.

Utilizando datos de secuencia mitocondrial de ribosomas DNA, Bjerkandera, un productor muy potente de organohalogenos y Phanerochaete. Una especie negativa en nuestra prueba AOX, fueron demostrados para ser muy estrictamente relacionados. La amplia capacidad de basidiomicetos para producir organohalogenos, junto con la ausencia de correlación organohalogenados producción entre especies estrictamente relacionadas. Indica una gran biodiversidad de la capacidad de biohalogenacion.

Tipos de organohalogenos de bajo peso molecular producidos

Una amplia variedad de metabolitos de bajo peso molecular contienen halógenos que han sido explicados. Nuestro análisis de la literatura en 1995 creó reportes de 53 metabolitos halogenados como de novo productos de 34 géneros de basidiomicetos (60). Este número ha incrementado ahora a 81 compuestos halogenados identificados de 46 generos diferentes de basidiomicetos. La tabla 1 enumera todos los géneros que producen organohalogenos de bajo peso molecular. Varios generos producen un amplio rango de compuestos aromaticos halogenados. Bjerkondera spp. Producen 23 metabolitos halogenados, Lepista nuda 17 metabolitos, Phellinus spp, 9 metabolitos,

Armillaria spp, 8 metabolitos, Hericium erinaceus 6 metabolitos, Mycena spp 5 metabolitos y Hypholoma spp 5 metabolitos.

Los organohalogenos de bajo peso molecular están subdivididos en 2 categorías: Los compuestos haloalifaticos y los compuestos aromaticos halogenados. Dentro de cada categoría de compuestos similares, los halometanos o metabolitos clorados están el número de compuestos relacionados producidos, las especies y el género implicado y el significado ambiental. Cuando se dispone el peso de la biosíntesis y los partes psicológica son también discutidos..

Compuestos alifáticos clorados

Los compuestos organohalogenados alifáticos más importantes son clorometano y los aminoácidos no proteicos clorados. Quince compuestos organohalogenados alifáticos se han identificado, producido por 16 géneros.

HalometanosLos primeros informes sobre la producción natural de halometano por Basidiomicetos

aparecieron a principios de 1970 en la producción de clorometano. El trabajo posterior mostró que el clorometano es el halometano más abundante producido por Basidiomicetos; su biosíntesis es particularmente común entre los degradadores de madera (Hymenochaeteae) ampliamente distribuidos, como miembros de la Phellinus, Inonotus, Fomitopora, Hymenochaete, Onnia y géneros Phaeolus, y también de Fomitopsis cytisina. De las 63 especies examinadas en la familia de la Hymenochaeteae, 34 (53%) dio a conocer una cantidad detectable de clorometano. La producción de clorometano también ha sido reportada en la de importancia comercial del hongo Agaricus bisporus. Además de clorometano, los Basidiomicetos producen otros cinco metabolitos halometano cuando el medio se complementa con otros iones haluro: bromometano y yodometano por Phellinus pomaceus y cloroyodometano, diyodometano y dichloroiodomethane por Bjerkandera adusta. También se ha reportado la producción de cloroformo por especies Cantharellus. En medio definido con glucosa como fuente de carbono, la liberación clorometano exhibió un típico patrón de metabolito secundario, con la producción detectable limitada al período después de un crecimiento exponencial. . P. pomaceus mostró una conversión mayor que 90% de 50 mM de Cl-en clorometano cuando se cultivan en un medio de celulosa. Los hongos descomponedores de madera podrían por lo tanto, potencialmente, hacer una contribución significativa a la carga atmosférica de clorometano. Sin embargo, la producción real de clorometano a partir de los cuerpos fructíferos perennes como soporte en crecimiento activo en la madera de la OA Phellinus y Inonotus spp. aún no se ha determinado.

La vía para la biosíntesis de clorometano todavía no está clara. Para las algas y las plantas se ha propuesto que la formación halometano procede vía la metilación de un haluro de inorgánico por una S-adenosil-L-metionina (SAM) dependiente de la transferasa. Se sugirió que el mismo sistema está activo en P. pomaceus. Sin embargo, los resultados recientes con P. chrysosporium indican que la metionina es convertida directamente o, más probablemente, por intermedio de CH3Cl, mientras que SAM se determina que no es un producto intermedio en la

conversión de L-metionina para CH3Cl. La enzima halogenación en P. pomaceus tiene una clara preferencia por bromuro y yoduro sobre cloruro, ya que cuando estos iones haluro están presentes en concentraciones equimolares, se forman preferentemente yodometano y bromometano.

Tabla 1. Producción de compuestos organohalogenados de bajo peso molecular y / o de AOX y TOX por Basidiomicetos

Familia Agaricales Género

Metabolito halogenado

Familia Aphyllophorales Género

Metabolito halogenado

Agaricaceae Agaricus 1, 37, 38, AOX Cantharellaceae Cantharellus 6aAmanitaceae Amanita 7–11, AOX Clavariaceae Macrotyphula AOXBolbitiaceae Agrocybe AOX Coniophoraceae Coniophora AOXBoletaceae Boletus 70, AOX Serpula AOX

Xerocomus AOX Corticiaceae Phlebia TOXCoprinaceae Coprinus 37, AOX Meripilus AOX

Panaeolus AOX Peniophora 16, 19, 37, 38, AOXPsathyrella 37, AOX Resinicium 14

Cortinariaceae Cortinarius 69 Ganodermataceae Ganoderma TOXDermocybe 68, 69 Gomphaceae Ramaria 16, 19Galerina AOX Hericiaceae Hericium 51–56, AOXGymnopilus AOX Hymenochaetaceae Fomitopora 1Hebeloma AOX Hymenochaete 1

Lepiotaceae Lepiota 13 Inonotus 1Leucoagaricus 73 Onnia 1

Russulaceae Lactarius 12 Phellinus 1–3, 18, 37–40, 71, AOX, TOX

Russula 41, 44–50, AOX Phylloporia 18, AOXStrophariaceae Hypholoma 18–20, 31, 38, AOX Polyporaceae Bjerkandera 4–6,15–26, 29, 30, 37, 38,

42, 43, 53, 80, AOX, TOXKuehneromyces 75, AOX Daedaleopsis 16Pholiota 18, 19, AOX Fomes 16, AOX Psilocybe AOX Fomitopsis 1, AOXStropharia 18, 19, AOX Gloeophyllum AOX

Tricholomataceae Armillaria 57–61, 63–65, AOX, TOX Heterobasidion 74, AOXBaeospora AOX Ischnoderma 16, AOXCalocybe AOX Phaeolus 1Clitocybe 61, 62, AOX Poria 33, AOX, TOXCollybia AOX Schizopora AOXFlammulina AOX Trametes 16, 34, AOX, TOXLaccaria AOX Schizophyllaceae Schizophyllum 37Lentinellus 72, AOXLepista 15–20, 23, 27, 28, 30, 35,

36, 42, 43, 77–79, AOX, TOX

Macrocystidia AOXMarasmius 32, AOXMycena 16, 19, 38, 66, 76, AOX Oudemansiella 18, 19, AOXPleurotus 16, AOXStrobilurus 66Tricholomopsis AOXXerula 66, 67, AOX

*Orden, Aphyllophorales se clasifico según Ellis & Ellis.*Los números se refieren a las estructuras químicas que se indican en el texto.

*AOX y TOX indican que el género produce absorbibles (AOX) o la cantidad total de halógenos orgánicos (TOX)

El clorometano fue originalmente considerado un metabolito secundario de Basidiomicetos. Sin embargo, el clorometano se utiliza por los Basidiomicetos como un agente de metilación en la biosíntesis de éster de benzoato de metilo y metabolitos fenólicos metil-éter. Aparte de hymenochaeteae, que producen niveles detectables de clorometano más adelante en su curva de crecimiento, otros hongos de podredumbre blanca, tales como Phanerochaete chrysosporium, Trametes versicolor, y Phlebia radiata, también utilizan clorometano como una fuente de metilo. Recientemente, Harper y colaboradores compararon las eficiencias de clorometano (CH3Cl), L-metionina, y S-adenosil-L-metionina (SAM) como precursores de metilo en la biosíntesis de alcohol veratrílico en P. chrysosporium, un cofactor importante para la lignina-enzima que degrada la lignina peroxidasa y un metabolito secundario común de hongos de podredumbre blanca. El alcohol veratrílico es también de gran importancia en la lignina peroxidasa mediada por la oxidación de compuestos organohalogenados antropogénicos tales como pentaclorofenol. Tanto el clorometano y metionina causaron un inicio más temprano de la biosíntesis de alcohol veratrílico, pero SAM retraso la formación del compuesto. Un alto nivel de incorporación de etiqueta deuterada en ambos grupos 3 - y 4-O-metílico de alcohol veratrílico se produjo cuando deuterado metionina o Clorometano estuvo presente. No se etiquetado significativa se detectó cuando deuterado se añadió S-adenosilmetionina, que condujo a la conclusión de que CH3Cl se utilizó como un donante de metilo en la biosíntesis de alcohol veratrílico.

Los compuestos clorados son productos intermedios comunes para los productos no clorados en síntesis orgánica, y esto también podría ser el caso de los organismos vivos. Los resultados resumidos anteriormente indican un sistema de metilación fuertemente acoplado que utiliza clorometano como un intermedio transitorio en muchos basidiomicetos.

Aminoácidos no proteicos cloradosEl género Amanita contiene algunos de los hongos más tóxicos y en consecuencia ha sido

el tema de muchas investigaciones químicas. Varios metabolitos orgánicos halogenados se han aislado del subgénero Lepidella. Todos estos son aminoácidos no proteicos clorados del tipo insaturado norleucina. El primer aminoácido no proteico clorado se aisló de Amanita solitaria por Chilton y Tsou en 1972. Este compuesto , ( 2S ) - 2 - amino - 5 - cloro - 4 - hexenoico , fue purificada a partir de hongos frescos con un rendimiento de 300 mg / kg . Posteriormente, otro aminoácido no proteico, ( 2S ) - 2 - amino - 4 - cloro - 4 - pentenoico, se aisló con un rendimiento de 50 ppm de cuerpos de fructificación del hongo Amanita pseudo- porfiria. ( 2S ácido , 4Z ) - 2 - amino - 5 - cloro - 6 - hidroxi - 4 - hexenoico ac -id [ 9 ] y ( 2S) - 2 - amino - 5 - cloro - 4 - pentenoico se han aislado ( 59mg/kg ) de Amanita abrupta y de Amanita vergineoides , respectivamente . Recientemente, otro aminoácido clorado , ( 2S ) - 2 - amino - 5 - cloro - 4 - hidroxi - 5 - hexenoico , se aisló a partir de un cuerpo fructífero Amanita Gymnopus . El mismo compuesto también se aisló a partir de un no identificado Amanita sp. sección Roanokenses sección ( Amanitaceae ) en un rendimiento muy alto de la fructificación cuerpo fresco ( 1,000 mg / kg ) .

Estructuralmente, algunos aminoácidos no proteicos clorados parecen ser productos de la reacción de clorhidrina. Amanita spp. producir varios aminoácidos no proteicos insaturados, suchas2-amino-4,5-hexadienoicacidand / ácido ó 2-amino-4-pentenoico, lo que probablemente son oxidados por una monooxigenasa en un epóxido, que después reacciona con ácido clorhídrico para dar el clorhidrina.

Los aminoácidos de tipo norleucina insaturados tienen actividad antimicrobiana. Varios son muy tóxicos para los conejillos de indias y ratones e inhiben enzimas específicas o causar necrosis de células hepáticas masivas (hepatotoxicidad). Ácido 2-amino-4-cloro-4-pentenoico aislado de A. pseudoporfiria tiene una fuerte actividad antibacteriana frente a varias bacterias gram-positivas y gram-negativas. La adición de leucina invierte la inhibición del crecimiento de siete bacterias, y por lo tanto se concluyó que este aminoácido clorado podría ser considerado como un antimetabolito. Este aminoácido inactiva forma dependiente del tiempo y de forma irreversible L-metionina gamma-liasa procedente de Pseudomonasputida.

Compuestos aromaticos clorados Varios otros metabolitos se producen alifáticos clorados que no muestran ninguna relación obvia con los clorometanos y aminoácidos clorados se discutió anteriormente. Un orgánico halogenado volátil, 1-cloro-5-heptadecyne, se detectó en una tapa de la leche salvaje comestible (Lactarius spp.). Lepiochlorin, un lactol antibacteriano, se aisló a partir de cultivos líquidos de una Lepiota sp., un hongo cultivado por las hormigas de jardinería. Otro alifático halogenado compuesto con un grupo triclorometilo interesante se aisló a partir del micelio del hongo Resinicium pinicola en rendimiento 120 mg / kg. El compuesto, llamado pinicoloform, posee actividades antibióticas y citotóxicas.

ÉTERES METÍLICOS CLORADOS HIDROQUINONADrosophilins es el primer compuesto clorado aislado a partir de un basidiomiceto, se caracterizó en 1952( 7 , 104 ) . Drosophilin A ( p - methoxytetrachlorophenol ) [ 37 ] (Figura 4 muestracompuestos 37-50 ), que se parece mucho conservante de madera pentaclorofenol ,se purificó con un rendimiento del 3 mg / L del fluido de cultivo del hongo Drosophila subatrata ahora clasificado como Psathyrella subatrata . Drosophilin A fue el primer compuesto natural halogenado aislado para contener anillo de benceno halogenado ( 7 ) . La investigación posterior ha detectado su análogo metilado , 1,4 - dimetoxi - tetraclorobenceno [ 38 ] , en varios hongos ( Tabla 3 ) . Drosophilin A [37] y drosophilin A metil éter [ 38 ], han sido ya detectados en 12 especies de 9 géneros , incluyendo Phellinus , Bjerkandera , y Coprinus . Investigaciones recientes han demostrado que ambos drosophilins estan presentes en varias especies ( 178 ) . Otros dos metabolitos clorados hidroquinona éter metil (CHME) son producidos por Phellinus spp . P. robinea produce un relacionado e interesante nitro - grupo que contiene el compuesto 1,4 - dimetoxi - 2 - nitro - 3, 5,6 – triclorobenceno [ 39 ] ( 31 ) , mientras que P. ( sin. Fomes ) fastuosus produce 1,2,4 - trimetoxi - 3,5,6 - triclorobenceno [ 40 ] ( 98 ) . La producción de drosophilins parece ser de importancia ambiental. Varios productores son hongos comunes ,produciendo niveles de moderados a altos de AOX ( 187 ) , y se detectó un compuesto con un espectro de masa idéntico a drosophilin A en una compuesta muestra hojarasca ( E de Jong y JA campo , sin publicar) .

La producción de Drosophilin parece ser inducible. La adición de 3,4 – dicloroanilina induce la producción de drosophilin A en Schizophyllum comun (161), mientras que la adición de hidroquinona aumento, la concentración en drosophilin P. fastuosus cuadruplicó (178). La hidroquinona podría ser un sustrato para las reacciones de coloración y metilación y por lo tanto, en realidad podría ser un intermediario en biosíntesis de drosophilin . El hongo Phlebia radiata aumentó la concentración de drosophilin en P . fastuosus diez veces ( 178 ) , lo que indica un posible papel como un antibiótico . Se ha informado actividad antimicrobiana de drosophilins (104) .

FIGURA 4. ÉTERES METÍLICOS CLORADOS HIDROQUINONA

ORGANISMO DROSOPHILIN A[37] (mg/lt)

ETER METILICO DROSOPHILIN A [38]

REFERENCIAS

Agaricus bisporus Agaricus arvensis Bjerkandera adusta Coprinus plicatilis Hypholoma fasciculare Mycena megaspora Peniophora pseudeopini Phellinus fastuosus Phellinus robinea Phellinus yucatensis Psathyrella subatrata

Schizophyllum spp

0.50.520

1.015.7

3.2NQ

NQ

1.1 mg/liter

TraceNQ

1.0 mg/liter11.0 mg/liter

2.4 g/kg0.8 g/kg0.07 g/g

30,7017817821UR186178

163,178

3194104

161mg/lt, concentración en un cultivo liquido;g/kg, cantidad aislada de un cuerpo fructífero de un basidiomicetoNQ: no cuantificado

Russuphelins El hongo toxico Russula subnigricans (Fila Russula ) produce una gama de metabolitos clorados, biológicamente activos . Ocho metabolitos, un compuesto monomérico , 2,6 - dicloro - 4 - metoxifenol [ 41 ] , tres difenil éteres russuphelin - D [ 44 ] , russuphelin - E [ 45 ] y russuphelin -F [ 46 ] , tres éteres de trifenilo russuphelin A [ 47 ] , russuphelin - B [ 48 ] , russuphelin - C [ 49 ] , y tetrámero russuphelol [ 50 ] se han aislado de sus cuerpos fructiferos a partir de un clorohidroquinonas ( 142 , 175, 176 ) . Un Russuphelin fue aislado con un 250 mg rendimiento de 1 kg cuerpos fructíferos frescos, mientras que los otros eran russuphelins presentes en concentraciones mucho más bajas. También el compuesto monomérico [ 41 ] se aisló en un rendimiento relativamente alto ( 125 cuerpos fructíferos frescos mg / kg ) ( 176 ) .Los éteres de trifenilo [ 47 , 48 , 49 ] y el tretamero[ 50 ] poseen actividad citotóxica contra las células de leucemia Llos éteres de difenilo sólo [ 44 ] exponen actividad citotóxica mientras que [ 45 , 46 ] son inactivos (142, 175 , 176) . Las actividades citotóxicas de los russuphelins se debilitaron después de decloración , y se sugirió que la sustitución de cloro influye en la conformación de los russuphelins y por lo tanto sus actividades biológicas ( 176 ) .2,6- dicloro - 4 - metoxifenol [ 41 ] se deriva probablemente del metabolismo de los fenil propanoides de la fenilalanina o tirosina , mientras que las estructuras del oligómero se supone que son sintetizados a través del acoplamiento oxidativo directo o , alternativamente , a través de ( SN2 ) reacciones de sustitución nucleófila bimolecular de [ 41 ] o su producto desmetilado , 2,6 - dicloro - 1 ,4 - hidroquinona ( 176 ) .Bjerkandera y Lepista spp ., también produce dos clorados hidroquinona metil eteres [ 42 , 43 ] en la el transcurso (91, 168 ) . Estos compuestos son los más probables productos de degradación de los fisiológicamente importantes alcoholes anisilo clorados [15, 18] (168).

FIGURA 5. ÉTERES METILICOS ORCINOL CLORADOS

ÉTERES METILICOS ORCINOL CLORADOSEL micelio de los hongos comestibles, erinaceus Hericium conocidos como barba de viejo , melena del león, contiene seis tipos diferentes de éteres metílicos orcinol clorados ( VEN ) [ 51-56 ] (Figura 5 muestra los compuestos (51-56 ) ( 143 , 154 ) . El grupo alcohol más oxidado, aldehído, y ácido grupo [52-54] se deriva probablemente del metabolismo del grupo metil orcinol . Además, 4 - cloro - 3 ,5 - dimetoxibenzaldehído [53] se pudo aislar a partir de cultivos líquidos de Bjerkandera adusta (178). Muchos metabolitos orcinol clorados mostraron actividad antibacteriana (143 ) .

SESQUITERPENOS ORSELLINATE CLORADOS Más de 30 ésteres aril sesquiterpénicas han sido aislados de Armillaria spp : . De éstos, ocho están esterificados con orsellinate clorado (Tabla 4). El hongo de la miel , A. mellea , produce 70 mg del compuesto clorado armillaridin [ 58 ] ( Figura 6 muestra compuestos 57-65 ) por kg de micelio seco ( 102 ) , mientras que los cultivos líquidos de A. ostoyae contener los compuestos clorados melledonal C ( 50 mg / L , [ 61 ] ) y melleolide D ( 35 mg / L , [ 63 ] ) ( 167 ) . Clitocybe elegans es el único género para lo cual se han reportado clorados ésteres aril sesquiterpénicas ( 13 ), incluyendo Melledonal D [ 62 ] , que todavía no se ha detectado en Armillaria spp .El patogeno Basidiomycete Armillaria causa la enfermedad de raíz, tanto en coníferasy los árboles de hoja caduca . Armillaria spp . fueron los los hongos aislados más frecuentemente asociados con pudrición de las raíces de los árboles de abeto y el abeto balsámico que viven en Ontario, Canadá ( 190 ) . No se sabe lo que hace parte de la Armillaria spp . Virulenta, pero se sospecha que los metabolitos secundarios son la causa principal.En una prueba de hongos - o fitotoxicidad de 14 metabolitos Armillaria , 4 de ellos con cloro,la toxicidad disminuyó con el aumento de hidrofobicidad , por ejemplo, metilaciónel grupo hidroxi de la orsellinate y / o la adición de un átomo de cloro ( 147 ) .Sonnenbichler et al enconto que el aumento de cantidades de Melledonal C [61] y otros ésteres aril sesquiterpénicas no clorados fueron producidos en cultivos de A. ostoye incrementando en la presencia de un hongo antagonista o células vegetales huespeds. (147, 167). La biosíntesis del metabolito clorado se mejoró hasta cinco veces sobre antagonización (167), lo que indica que el propósito fisiológico de los ésteres de arilo sesquiterpénicas es su actividad antibiótica.

Tabla 4. Orsellinate sesquiterpenos clorados biosintetizados por Aemillaria spp y Clitocybe elegans

Cl-Compuesto No. Especie Referencia

Armellide B 57 A. novae-zelandiae 14Armillaridin 58 A. mellea 102 A. ostoyae 147Arnami l 59 A. mellea 40, 51 A. ostoyae 40, 147 A. tabescens 40 A. monadelpha 40 A. gallica 40 A. cepestipes 40Melledonal B 60 A. mellea 16 A. novae-zelandiae 14Melledonal C 61 A. mellea 16 A. ostoyae 147, 167 A. novae-zelandiae 14 C. elegans 1 Melledonal D 62 C. elegans 13 Melleolide D 63 A. mellea 15 A. ostoyae 167 Melleolide I 64 A. novae-zelandiae 14 Melleolide J 65 A. novae-zelandiae 14 A. ostoyae 147

Figura 6. Orsellinate sesquiterpenos clorados

ESTROBILURINAS, OUDEMANSINA CLORADAS

Las estrobilurinas fureon las primeras aisladas desde Strobilurus tenacellus. El cloro estrobilurinas ha estado aisalado desde 3 generos y 7 especies, e.g. Mycena alkalina, M. avenacea, M. crocata, M. vitilis, Xerula longipes, X. melanotricha, and S. tenacellus. Chlorinated oudemansin es

producida por X melanotricha. Los strobulirins clorados y no clorados y los oudemansins estrechamente relacionados son nuevos inhibidores de la respiración, la unión a citocromo. Trece estrobilurinas y 3 oudemansins han estado aisaldas hasta el momento. Su alta actividad antifúngica contra hongos fitopatógenos y los insectos y su baja toxicidad hacia mamíferos y bacterias hacen compuestos de plomo atractivos para la síntesis de los fungicidas agrícolas (8). La mayoría de los hongos que producen estrobilurinas y oudemansins crecen en la madera. O. mucida también produce una estrobilurina no clorado en madera de haya esterilizado. Por lo tanto, parece que las estrobilurinas juegan un papel en la obtención de recursos de nutrientespara los productores de hongos en competencia.

El anillo aromático y el átomo de carbono bencílico en las estrobilurinas y oudemansins se derivan de la vía de shikimato, mientras que la cadena lateral está construido a partir de unidades de acetato. La posición de 3-metoxi-4-cloro es el mismo que en uno de los metabolitos Lepista. CHLORINATED antraquinonas Los cuerpos fructíferos frágiles del género Dermocybe son de sangre de color rojo y contiene muchas antraquinonas pigmentos. Dos ácidos carboxílicos de antraquinona clorados, 5-chlorodermolutein y 5-chlorodermorubin [69], se aislaron por primera vez desde Dermocybe sanquinea y D. semisanquinea (169).

Keller utiliza técnicas de cromatografía en capa fina para analizar pigmento composición inmany Dermocybe spp. para los propósitos sistemáticas. 5-Chlorodermorubin fue detectado en uliginosa D. y D. sommerfeltii, y era más probable también está presente en D. crocea, D. cinnamomea, D. malicoria, D. Phoenica y D. anthracina (105). 5-Chlorodermorubin [69] también se detectó en varios Cortinarius spp., Por ejemplo, C. aspensis, C. marylandensis y C. pheoniceu var. occidentalis (106). Los pigmentos en antraquinonas se sintetizan a través de la ruta policétido (64, 105), con la molécula de cloro posiblemente proveniente de una reacción de clorhidrina.

VARIOS COMPUESTOS CLORADOS AROMÁTICOS.

Algunos otros metabolitos aromáticos clorados son producidas que muestran ninguna relación obvia con los metabolitos se discutió anteriormente. Análisis de los compuestos de sabor de las legumbres hongos comestibles Boletus edulis reveló la producción de un clorocresol no especificado [70] (Figura 9 muestra los compuestos 70-80) (180). Otro nuevo metabolito, 1,2,3-trimetoxi-4, 5,6 triclorobenceno [71], se ha aislado recientemente de Phellinus fastuosus (98); este compuesto podría estar relacionado con los drosophilins descritos anteriormente. El compuesto tiene una actividad antibiótica selectiva contra Botrytis cinerea. 2-Cloro-3-(4-metoxifenil)-2-propen-1-ol [72] fue obtenido a partir de cultivos de Lentinellus cochleatus (191). Un isobenzofuranona clorado [73] se aisló a partir carneifolia Leucoagaricus (95).

El hongo patógeno Heterobasidion annosum altamente sintetizado de una serie de compuestos específicos en la presencia de un hongo antagónico, Gloeophyllum abietinum, o células de la planta anfitrión (166). Un compuesto producido en cantidades traza fue un metabolito bencenoide clorada con una cadena lateral lactona [74]. Sin embargo, contrariamente a varios metabolitos no

clorados relacionados, este compuesto no mostró ningún efecto inhibidor del crecimiento. El hongo Kuehneromyces mutabilis produce metil 3,6-dicloro-2 metilbenzoato de metilo [75] (2). Mycenon [76] es producido por Mycena sp. a una concentración de 2,5 mg / L. Este es el único metabolito aislado de Basidiomycetes para contener grupos de cloro tanto en el anillo aromático y en la cadena lateral alifática. Mycenon muestra la actividad antibacteriana y antifúngica (86).

3-metoxi-4-clorobenzaldehído [77] fue reportado primero como un metabolito de Lepista diemii (179) y también ha sido recientemente aislado de L. nuda (91). Este último hongo también produce 4 cloroanisol [78] y 2,6-dicloroanisol [79] (91). 2,4 diclorobenzoato [80] También se ha reportado de Bjerkandera adusta (139).

IMPORTANCIA AMBIENTAL DE LOS ORGANOHALÓGENOS

Estos resultados demuestran claramente que muchos basidiomicetos producen compuestos organohalogenados en el laboratorio. Aquí tratamos de demostrar que también hay una producción considerable de compuestos organohalogenados en el ambiente natural. El clorometano es, con mucho, el más abundante compuestos organohalogenados volátil en la atmósfera. A nivel mundial?, 3-8 106 toneladas métricas / año son derivados de fuentes naturales; Aportaciones hechas por el hombre, que se estima en el 2,6 104 toneladas métricas / año, son insignificantes en comparación (75). Una parte importante de la clorometano producido por fuentes naturales se asume que es de origen biológico (75), aunque la contribución real de fuentes terrestres naturales, incluyendo los hongos basidiomicetos, podría ser relativamente bajo (65).

Recientemente, se demostró que Basidiomycetes, por ejemplo, Bjerkandera, Hypholoma, y Lepista spp., Producen bajo peso molecular metabolitos anisilo clorados (CAM) cuando crecen sobre sustratos lignocelulósicos, esterilizados naturales (49, 89). Sin embargo, el análisis de un parámetro de suma, tales como AOX, es mucho mejor para Basidiomycetes pantalla para la producción de compuestos organohalogenados no volátiles.

Verhagen et al, demostraron que muchos géneros produce AOX cuando se cultivan en el material lignocelulósico estéril (187), el penacho de azufre (H. fasciculare) y Mycena metata sintetizados hasta 132 mg y 193 mg AOX / kg de peso seco de sustrato desechos del bosque en 6 semanas, respectivamente (187).

Las tasas máximas de producción específicos organohalogenado para estas especies en sustratos naturales es extremadamente alta. Utilizando mediciones ergosterol para estimar la biomasa de hongos, se encontraron valores entre 630-3200 mg / AOX producido por kg de micelio seco por día con H. fasciculare al colonizar la madera y basura del bosque (FJM Verhagen, BKHL Boekema, FBJ van Assema y JA campo, inédito resultados).

En cultivos líquidos, el mechón de azufre y otros Hypholoma spp. producir halógeno orgánicamente atado hasta el 3% de su peso seco de biomasa (187). Las tasas máximas de producción organohalogenado ocurrieron durante la transición del cultivo de hongos desde la

primaria hasta el metabolismo secundario. Estos resultados implican que también se pueden producir compuestos organohalogenados en el medio ambiente.

Para evaluar la presencia de compuestos organohalogenados volátiles en ambientes naturales, la madera o el bosque basura en las cercanías de los cuerpos fructíferos de Basidiomycetes se puso a prueba los metabolitos anisilo clorados (CAM) (49). En todos los casos, las cepas que produjeron CAM en el laboratorio también produjeron CAM en el medio ambiente. Las concentraciones de los metabolitos orgánicos halogenados encontradas en la naturaleza variaron de madera 15 mg / kg producido en la vecindad de B. adusta, 39 mg / kg de basura por L. nuda, 71 mg / kg de madera por P. squarrosa a 75 mg / kg de madera por Hypholoma spp. (49).

En ambos experimentos de laboratorio y las muestras de campo, los alcoholes y aldehídos (16, 18, 19) anisilo clorados se encuentran en las concentraciones más altas. Estas cantidades de metabolitos cloroaromáticos exceden las normas holandesas y canadienses (Columbia Británica) de clorofenoles análogas en el suelo, que se fijan en aproximadamente 1 a 10 mg / kg para la rehabilitación obligatoria (60). Un gran número de AOX naturales se ha detectado en los ambientes terrestres contaminados (18). El origen de estos compuestos organohalogenados es aún en gran medida desconocida, aunque se están acumulando pruebas de que Basidiomycetes son responsables de una parte sustancial de estos AOX.

Cuando no estéril abedul albura se incubó con 9 hongos de podredumbre blanca durante 30 semanas, 8 cepas mostraron aumentos sustanciales en el espacio en blanco. La cantidad total de halógeno orgánicamente atado fue de 69 mg / kg de peso seco por B. adusta y 61 mg / kg de peso seco por P. lindbladii (139). Especies del género Hypholoma, Mycena, y Bjerkandera estaban entre los más altos productores de AOX en el laboratorio (187), y estos géneros se han notificado a ser el primero, segundo y sexto Basidiomycetes que aparecen más frecuentemente en los Países Bajos, respectivamente (136) .

La estimación de la producción anual de AOX no es fácil. La biomasa basidiomicetos específica y total no es bien conocida. Además, la relación entre los altos y bajos AOX productora de cepas puede variar mucho entre los hábitats. Por lo tanto, la producción total de AOX en los hábitats específicos se estimó mediante la suma de la producción de AOX de las especies separadas presentes, sobre la base de los valores estimados de biomasa y la producción de AOX específica (187).

La producción total de AOX en tres ecosistemas forestales diferentes varió de 100 a 200 g AOX / ha / año en base a 13 spp. En una turbera con una biomasa micelial de Hypholoma elongatipes de 80 kg / ha / año, con una producción anual de 2 kg se calcula AOX / ha (187). Sin embargo, estos cálculos son más probables subestimaciones porque no tienen en cuenta todas las especies productoras de AOX, porque los cálculos de biomasa y las tasas de producción son inciertos, y debido a que el aumento de la producción de compuestos aromáticos clorados por las interacciones antagónicas entre especies de hongos que compiten o las células vegetales de acogida no se tuvo en cuenta (147, 167).

Estos resultados, junto con el papel ecológico dominante de Basidiomycetes como descomponedores de residuos de los bosques, sugieren que son una fuente importante de compuestos organohalogenados naturales en ambientes terrestres. Sin embargo, la contribución total de hongos al polo AOX terrestre es probablemente aún mayor debido a que otros grupos de los hongos, por ejemplo, Ascomicetos y hongos imperfectos, apenas han sido investigados por su potencial de producción orgánico halogenado. Madera que habitan Ascomycetes, por ejemplo, Xylaria y Mollisia spp., Y hongos imperfectos, por ejemplo, Aspergillus y Penicillium spp., Son conocidos por producir compuestos organohalogenados (3, 67, 126, 183).

DESTINO AMBIENTAL

La mineralización de compuestos aromáticos clorados.

En la sección anterior hemos demostrado que los metabolitos anisilo clorados (CAM) podrían ser detectados en las inmediaciones de los cuerpos fructíferos de CAM de producción Basidiomicetos (49). Sin embargo, a las acuíferas de CAM colonias productores de basidiomicetos, los organohalogenados de bajo peso molecular ya no eran detectables, esto sugiere que los compuestos se biodegradan o biotransforman. Los Basidiomicetos ligninolíticas mineralizan una amplia gama de compuestos cloroaromaticos incluyendo clorofenoles. Sin embargo los alcoholes anisilo clorados (15,18) son resistentes frente a las reacciones de oxidación con enzimas ligninolíticas (46). Pueden producirse reacciones reductiva o mineralización intercelular por estas enzimas ligninolíticas, sin embargo muchos otros microorganismos y consorcios microbianos pueden mineralizar completamente una amplia gama de compuestos aromáticos halogenados.(59,72,138,150). Recientemente se demostró, que los suelos de seis inalterados y vírgenes ecosistemas de todo el mundo tiene la capacidad para mineralizar 3-clorobenzonato de metilo y 2,4- diclorofenoxiaceto (2,4-D) (63).

Por lo tanto, la mineralización de compuestos organohalogenados debe ser una característica mundial, es anticipado que haya microrganismos bacidiomicetos presentes en la inmediación de ¨contaminantes¨ con el potencial de degradar los compuestos organohalogenados naturales estables producidos por estos hongos. Una parte de los novo biosintetizados puede ser totalmente mineralizada, sin embargo, otra parte puede llegar a ser incorporada en humus de acuerdo con las siguientes biotransformaciones.

METABOLISMO DE COMPUESTOS AROMATICOS CLORADOS

¿Cómo se forman los compuestos organohalogenados de alto peso molecular? No se conoce con exactitud, aunque han sido propuestas dos explicaciones posibles. Los organohalogenados de bajo peso molecular biosintetizados por basidiomicetes y otros microorganismos pueden llegar a ser incorporados en un material de alto peso molecular (49), o un material de alto peso molecular se halógena directamente. Se ha demostrado que los basidiomicetes producen metabolitos halogenados dimericos y oligomericos.

El penacho de azufre produce un CAM dimerico (31) (68), y la polimerización de 2,6-dicloro-4metoxifenol (41) en los cuerpos fructiferos de R. subnigricans , dando lugar a varios metabolitos oligomericos (44-50) (142 ,175,176).

También se ha propuesto que un metabolismo parcial por los bacidiomicetos y otros microorganismos en el mismo ecosistema como el grupo metoxi y alcohol/grupo aldehido de los metabolitos anisilo clorados (CAM), producirán reacciones de hidroxilacion, entre otros, 2 –clorofenol y 3-clorocatecol (49). Los últimos compuestos se co-polimerizan en humus con enzimas fenol oxidantes, como se ha demostrado, tanto in vitro (25,26,38,122,160) y durante microcosmos del suelo (33) y los estudios de compostaje (129). Los polímeros cloro humus resultantes contienen compuestos organohalogenados unidos covalentemente y no son tóxicos (25,121), y son poco biodegradables cuando se incuban en los suelos (43). De lo contrario, la cloroperoxidasa extracelular puede halogenar material de alto peso molecular directamente. Se ha indicado la presencia de cloroperoxidasas en muestras de suelo.

Ambos mecanismos, la incorporación de compuestos de bajo peso molecular y la cloración de cloroperoxidasa catalizada, son pertinentes, y la investigación futura debe indicar la importancia relativa de cada sistema. es de importancia la determinación de la distribución del peso molecular de compuestos lignina organohalogenados en la capa delgada y los diferentes horizontes A. Con las profundidades del suelo, los organohalogenados naturales incrementan el peso molecular y la relación de cloro a carbón (90). La estructura química de compuestos organohalogenados de alto peso molecular es desconocida. Sin embargo, un método desarrollado para la degradación oxidativa es analizar las estructuras de bloques de construcción manomericos en humus naturales, se ha revelado que los principales compuestos se obtuvieron a partir de3-cloro-4-hidroxi- y 3,5-dicloro-4- hidroxibenzonato de metilo, mientras que en la capa delgada 3-metoxi-5-cloro-4-hidroxibenzonato también podría ser detectado (41,90). Sin embargo, este método puede identificar solo el 2% de todos los AOX – básicamente, en el polímero humus solo se pudo recuperar el bloque de construcción de borde de ataque de una sucursal con el procedimiento de despolimerización química.

Además de compuestos clorados, también se han detectado esteres metílicos de ácidos 4- hidroxibenzoico bromados y yodados en una muestra de origen terrestre no contaminada (100). Curiosamente los efluentes de las industrias blanqueo de kraft fueron más abundantes guayacilo clorado y unidades siringil (42). Si una reacción de cloración cloroperoxidasa catalizada es un mecanismo importante para la formación de clorohumus, cabría esperar un perfil de degradación más similar a la encontrada en los efluentes de las industrias de blanqueo de kraft. Estos datos sugieren que los CAM y otros metabolitos halogenados son importantes precursores a los bloques de construcción para clorohumus. La presencia de productos intermedios clorofenolicos sugiere que reacciones biotoxificantes puedan ocurrir para generar compuestos naturales peligrosos, incluyendo dioxinas y dibenzofuranos (49). Se ha demostrado que una oxidación peroxida-catalizada de clorofenoles da paso a las dioxinas cloradas y diobenzofuranos , y esas dioxinas están formadas el lodo de aguas residuales. Interesantemente un reciente estudio en Alemania mostro significantes diferencias entre pastizales/tierras agrícolas y coníferas/ caducados suelos

boscosos o en áreas rurales. La suma de todas las dioxinas cloradas y diobenzofuranos que se encuentran en los suelos forestales ascendieron a alrededor de 2,2 ug/kg de materia seca, casi 13 veces más alta que en los pastizales (159).

DEGRADACION DE ORGANOHALOGENADOS ANTROPOGENICOS POR BASIDIOMICETOS

Muchos bacidiomicetos producen cantidades sustanciales de compuestos organohalogenados. Curiosamente varios basidiomicetos producen grandes cantidades de organohalogenados de bajo peso molecular y AOX, por ejemplo, Bjerkandera y Hupholoma spp., pertenecen a los hongos de podredumbre blanca. Este grupo de basidiomicetos puede degradar completamente todos los tres componentes principales de madera, hemicelulosa, lignina y celulosa.

La estrategia que estos hongos utilizan para degradar las ligninas es una ¨combustión enzimática ¨ (109). Su, sistema enzimático oxidativo extracelular único causa la degradación no especifica de la lignina. Este sistema enzimático no especifico, es también eficaz en la biotransformación de una amplia gama de contaminantes clorados mediante el uso de reacciones tanto oxidativas y reductoras (20,29,58.)

RANGO DE ORGANOHALOGENADOS ANTROPOGENICOS METABOLIZADOS POR BASICIOMICETOS

A menudo se utilizan Phanerochaete chrysosporium y la cola de pavo, T. versicolor, como organismos modelo para estudiar la biodegradación de compuestos organohalogenados Antropogenicas, aunque la capacidad de otros hongos de podredumbre blanca para degradar estos xenobioticos también ha sido investigada.

La mineralización de compuestos organohalogenados in vitro en generalmente mejorada bajo condiciones de cultivo favorables para la mineralización de lignina, lo que sugiere que el sistema de lignina- degradante puede estar implicada en la transformación de los compuestos antropogenicos (29). Enzimas extracelulares por hongos, incluyendo peroxidasas de lignina , peroxidasas de manganeso, lacasas y actúan a través de un mecanismo no especifico de radicales libres y está implicado en la degradación de las ligninas (47,109); se ha propuesto que las mismas enzimas están implicadas en la degradación de hongos de varios compuestos organohalogenados (58,74,101,146).

DEGRADACION DE ORGANOHALOGENADOS ALIFATICOS

Sorprendentemente varios compuestos alifáticos organohalogenados, incluyendo cloroformo, tricloroetileno y tetraclorometano, y algunos contaminantes ya altamente oxidados también son mineralizados por cultivos ligninoliticas de P. Chrysospirum en condiciones aerobias. (108,162). Esto sugiere un posible papel de peroxidasas ligninoliticas en la mineralización de estos productos químicos. Investigaciones recientes han indicado que hongos de podredumbre blanca pueden utilizar diferentes mecanismos para causar reducciones reductivas (20). Sin embargo solo con la lignina peroxidasa ha sido demostrado la deshalogenacion reductora de compuestos organohalogenados alifáticos. El sistema capaz de generar estas reacciones reductivas contiene lignina peroxidasa, alcohol veratrilico, etilenedianimetetraacetato (EDTA) o de oxalato y peróxido

de hidrogeno. Se ha propuesto que el radical anión carboxi es la especie reductora real en esta reacción. Dado que todos los componentes de este sistema reductivo con oxalato como un electrón donante se excretan por P. chrysosporium, este mecanismo puede estar implicado en la decoloración reductiva de estos halocarburos por el hongo (108).

EFLUENTES DE CLOROLIGNINA TRADICIONAL EN LEJIA KRAFT.

El método de blanqueo de pulpas KRAFT emplea cantidades sustanciales de cloro elemental, lo que resulta la formación de altas concentraciones de clorolignina (165). Trametes versicolor, en particular, ha sido utilizado con éxito en biorreactores para decolorar y eliminar el cloro blanqueador KRAFT de los efluentes de las industrias (12). Se logran rangos de reducción de AOX desde 52% a 59% (145). La decoloración de los efluentes de blanqueo también se ha observado con otros hongos de podredumbre blanca, por ejemplo, P. chrysosporium, Ganoderma lucidium y Hericium (24,62, 189). Sin embargo recientes cambios en los procedimientos de blanqueamiento en las industrias de celulosa, han bajado la aplicación de hongos de podredumbre blanca (152).

PENTACLOROFENOL Y OTROS CLOROFENOLES.

La biodegradación de conservantes de madera pentaclorofenol (PCP) por los basidiomicetos está bien documentada. Una alta mineralización (50-70%) de estos compuestos organicohalogenados se ha descrito para varios hongos de podredumbre blanca, incluyendo P. chrysosporium, Panerochaete sórdida, Lentinula edodes, Unonotus dryophilus, Irpex lacteus, Bjerkandera adusta, Phellinus badius, y Trametes versicolor (4, 5, 120, 130, 144,170). El hongo blanco de podredumbre Mycena avenacea también puede metabolizar PCP (113). En casi todos los casos, el principal producto de transformación fue pentacloroanisol. Es una tendencia general de los Badiomicetos el metilar clorofenoles, muy probablemente como un mecanismo de desintoxicación o para prevenir la plimerzacion de los compuestos fenólicos. Sin embargo, también puede ser una reacción no específica de metil transferasas implicados en rutas biosinteticas.

Ambas peroxidasas de lignina y lacasa han sido consideradas como catalizadores en la oxidación inicial de clorofenoles y ootros organohalogenados por hongos de podredumbre blanca (36, 74, 157). Estas enzimas, asi como otras peroxidasas , oxidan el pentaclorofenol a través de un radical fenoxilo a la correspondiente para –quinona (Figura 10) (74, 103, 130, 157) y en otros casos, causar la liberación de átomos de cloro de organohalogenados oxidantes. La deshalogenacion lacasa- o catalizada por fenoles peroxidasa de clorados pueden ser causados por acoplamiento oxidativo (45) o por sustitución nucleofilica (74, 97).

También ha sido examinada la biodegradación de PCP por P. chrysosporium en suelos estériles y no estériles en el laboratorio e in situ (37,114,115), y se ha demostrado que los hongos que degradan la lignina se pueden utilizar en la eliminación de la madera tratada con pentaclorofenol (116).

Curiosamente, tanto spp bacteriana., Por ejemplo, Mycobacterium y Rhodococcus, y Basidiomicetos, por ejemplo Mycena sp., producen orgánicos halogenados ¨naturales¨ intermedios, durante la degradación del pentaclorofenol y 2,6- diclorohidroquinona.

Los microorganismos causaron una metilación de tetraclorados hidroquinona intermedios de degradación, lo que resulta en la formación de drosophilin A (37) y drosophilin A metil éter (38). Del mismo modo, 2,6-diclorohidroquinona fue convertido a 3,5-dicloro-4-metoxifenol, que se asemeja a russuphelin precursor (41)(73,111,171).

DIOXINAS CLORADAS

El Phanerochaete chrysosporium puede metabolizar toxinas cloradas y tetracloradas. Se han propuestos varias vías comprobables para la degradación de 2,7-diclorodibenzo –dioxina y los fenoles 2,4- diclorofenol y 2,4,5- triclorofenol (101,184,185). En todos los casos se ha postulado la participación de las peroxidasas, y enzimas intracelulares que causan la reducción de las quinonas formadas y la metilación de hidroquinonas con metil. Curiosamente, en estas vías se eliminaron todos los átomos de cloro antes que se produjera la escisión del anillo.

POLICROROBIFENILOS

Cultivos lignoliticos de P. chrysosporium degradaron algunos bifenilos policlorados (PCB) a CO2. Sin embargo, las tasas de degradación fueron inversamente proporcionales al número de átomos de cloro en la molécula bifenilo. No hubo correlacion entre la tasa de degradacion y la síntesis de las peroxidasas de lignina o de MN- peroxidasas dependientes (50-181). El 4-40-diclorobifenilo fue ampliamente degradado en el cultivo líquido, y el ácido 4-clorobenzoico y el alcohol 4- clorobencil fueron identificados como metabolitos producidos. En contraste, no hubo mineralización de tetracloro-o hexaclorobifenilo y hubo poca evidencia de metabolismo (50). En otro trabajo, P. chrysosporium ha demostrado ser capaz de una degradación sustancial de mezclas de PCB altamente clorados tales como el Aroclor 1260, que tiene un promedio de seis moléculas de cloro en cada estructura de bifenilo. Curiosamente, los PCB se mineralizaron tanto en bajo nitrógeno (lignolítico) así como en alto contenido de nitrógeno (no lignolitico), con la mayor degradación de los congeneres en medio de extracto de malta (193), lo que indica que las enzimas que degradan la lignina no está involucradas en la degradación de PCB. Otros hongos de podredumbre blanca, por ejemplo, Pleurotus ostreatus y Trametes versicolor, degradaron los PCB en un sistema de estado líquido (188-197).

El DDT (1,1,1-tricloro-2,2-bis (4-clorofenil)etano) y el llamado ¨ subproducto son salida ¨ DDE, son contaminantes ambientales extremadamente persistentes. Los hongos de podredumbre blanca son excepcionales, ya que pueden metabolizar los dos componentes a CO2 (28,29). Sin embargo, la mineralización es a menudo menos de 10%.

La participación de la lignina peroxidada en la degradación del DDT también ha sido cuestionada (110). Sin embargo, solo el primer paso en la degradación reductiva en la degradación del DDT es

independiente de las enzimas lignioliticas, pero su mineralización solo se produce en condiciones lignoliticas (20).

ATRAZINA

2-cloro-4-etilamino-6-isopropilamino-s-triazina fue degradada por vida libre y hongos micorrícicos. La incorporación más lata de la atrazina de carbono en la biomasa se obtuvo con un hongo micorriza (52). La degradacion de la atrazina en el suelo se ha mejorado mediante la inoculación con P. chrysosporium o Pleurotus pulmonarius (54, 88,125). Sin embargo no se ha encontrado ninguna mineralización del anillo de triazina.

OTROS ORGANOHALOGENADOS DEGRADADOS POR BASIDIOMICETOS

Otros compuestos halogenados antropogenicos también pueden ser degradados por basidiomicetos. En estos se incluyen el insecticida de tipo amidinohidrazona, hidrametilnon (1), alaclor (57), y clorobencenos (195). El 3,4-dicloro-anilina se metabolizapor varios basidiomicetos incluyendo Schizophyllum, Filoboletus, y Auriculariopsis (112, 151,151). El hongo de podredumbre marrón Tyromyces palustres y Serpula lacrymas y el hongo de podredumbre blanda T. versicolor degradan varios conservantes de la madera (119). La fluoroquinolona enrofloxacina también fue mineralizada por hongos de podredumbre marrón (123). El haluro de alquilo lindano y clordano se metaboliza por P. chrysosporium (107). Sin embargo, concluyeron que las peroxidasas extracelulares no estaban involucradas en la degradación de estos insecticidas, sino más bien la participación de un P450 monooixigenasa estaba implicado (133). El P. chrysosporium también tuvo la mayor mineralización (50%) de dos herbicidas fenoxialcanoicos comunes, 2,4-diclorofenoxiacetico acido (2,4-D) y ácido 2,4,5- triclorofenoxiacetico (2,4,5-T), ricos en medios nutrientes (no ligninolitico).

DESTINO DE ORGANOHALOGENADOS ANTROPOGENICOS

Los basidiomicetos causan una biotransformación casi completa de varios compuestos organohalogenados después de un tiempo de incubación prolongado, y una parte sustancial de los compuestos xenobioticos se mineralizo a dióxido de carbono. Sin embargo, en los experimentos tanto con el suelo enriquecido con clorofenoles y cultivos líquidos enriquecidos con cloroanilinas, la mineralización real de dióxido de carbono se estabilizo y se mantuvo, en la mayoría de los casos, por debajo de 20% después de una incubación prolongada con varios hongos de podredumbre blanca. En los suelos estériles enriquecidos con PCP e inoculados con P. chrysosporium, una parte sustancial de los componentes radioactivos se convirtió en suelo compacto y no extraible (117). Recientemente se ha demostrado que los dimeros y oligomeros se formaron como productos intermedios durante la biodegradación de 4-cloroanilina (32) y clorofenoles (101). Estos oligomeros de 4-cloroanilina y clorofenoles se formaron in vivo. Las enzimas lignoliticas extracelulares, lignina peroxidasa y lacasa, oxidan estos monómeros para formar varios dímeros, trímeros y tetrámeros de clorofenoles y cloroanilinas (25, 32, 74, 101,112). La eliminación de clorofenoles por enzimas lignoliticas podría mejorarse en presencia de reactivo co-sustratos que tengan un gran parecido a los bloques de construcción de la lignina, tales como

guayacol y 2,6 dimetoxifenol. La adición de 2,6-dimetoxifenol mejora la formación de polímeros insolubles desde 2,4.5 –triclorofenol en un 90% con peroxidasa de rábano picante y un 98% con T. versicolor lacasa (158). La decoloración se produce durante el acoplamiento de reacciones oxidativas debido a la eliminación oxidativa de los grupos cloro párrafo, y la mayoría del organoclorado restante parece ser incorporado en los polímeros que están formados (25,44). Las enzimas oxidativas también pueden causar el acoplamiento cruzado de varios clorofenoles y cloroanilinas con material de alto peso molecular, tal como el ácido húmico (43,1477). El uso de 13C-RMN para detectar 13C-2,4 diclorofenol y la liberación de iones de cloruro confirmaron que los en laces covalentes se forman entre los clorofenoles y los ácidos húmicos (25,44). El medio ambiente de destino de ambos compuestos organohalogenados naturales y Antropogenicas, parece bastante similar,

CONCLUSIONES

Hay una capacidad ubicua en los basidiomicetos para producir una gran variedad de metabolitos orgánicos halogenados. Hasta la fecha. 81 metabolitos derivados halogenados se han identificado a partir de los basidiomicetos, es probable que esta cifra aumente sustancialmente durante la próxima década. Los metabolitos anísalo clorados (CAM) son los ejemplos más importantes, ya que son detectables en grandes cantidades en el medio ambiente y producidos por muchos géneros diferentes de basidiomicetos. Poco a poco está surgiendo una mayor comprensión de las rutas de biosíntesis de las diferentes clases de compuestos organohalogenados , a pesar de eso la clave de halogenacion todavía no se ha identificado.

Los organohalogenados no son accidentes biológicos. Algunos basidiomicetos producen una gran variedad de metabolitos organohalogenados, hasta un 3% de su peso seco de biomasa. Claramente los compuestos organohalogenados son producidos con un propósito. El clorometano es utilizado por basidiomicetos como agente de metilación para carboxilos aromáticos y grupos hidroxilo fenólicos. Los alcoholes anisilo clorados tienen un importante papel fisiológico en la degradación de lignina, ya que son sustratos para aril alcohol oxidasa generando H2O2, un co-sustrato necesario para las peroxidasas extracelulares. Varios otros compuestos organohalogenados tienen un papel como una sustancia química de defensa, para la protección de colonias de organismos. En la mayoría de los casos el grupo cloro es una parte vital del metabolito por su función fisiológica o actividad antibiótica. El grupo cloro activa metano para reacciones de transferasa en la biosíntesis de metabolitos secundarios importantes metilados.

La cloración de metabolitos anisilo hace que se obtengan mejores sustratos para el H2O2 (peróxido de hidrogeno)- generando el alcohol oxodasa arilo y los hace más resistentes a las propias enzimas ligninoliticas de hongos. La sustitución de cloro de los russuphel influye en la conformación, y en las actividades biológicas de estos compuestos. Los Basidiomicetos producen importantes cantidades de compuestos organohalogenados de bajo peso molecular, por ejemplo los metabolitos anisilo clorados, o halógenos organicos adsorbibles (AOX) cuando se cultivan sustratos lignocelulosicos. El penacho de azufre (Hypholoma fasciculare) y otros Hypholoma spp. fueron algunos de los productores de organohalogenados más altos. Estos compuestos halogenados pueden incorporarse convertidos en humus según biotransformaciones conocidas.

En habida cuenta de la importancia ecológica de los Basidiomicetos como descomponedores de hojarasca, llegamos a la conclusión de que son una fuente importante de compuestos organohalogenados naturales en ambientes terrestres. Los basidiomicetos tambien pueden degradar una amplia gama de organohalogenados antropogenicos, y se ha propuesto que el destino ambiental de ambos, tanto organohalogenados naturales y antropogenicos es muy similar. Bajo algunas condiciones los metabolitos se mineralizan a dióxido de carbono, mientras que en otros casos se metaboliza parcialmente y se vuelven susceptibles para incorporación en humus.