Выделение и характеристика нового гликозилированного нафтазаринового пигмента из мангрового Aspergillus unguis AUMC15225

Почему важен цвет из природы

От одежды до продуктов питания синтетические красители повсюду — и многие из них вызывают опасения для здоровья и окружающей среды. В этом исследовании рассматривают новый путь получения яркого и стойкого цвета из неожиданного источника: гриба, живущего на корнях мангров в Красном море. Исследователи обнаружили и подробно установили структуру ранее неизвестного красного пигмента, который сочетает классическое красильное ядро с природным сахаром, что делает его как водорастворимым, так и необычно устойчивым. Их работа указывает на возможность создания в будущем красителей, более безопасных для людей и экосистем, но при этом выдерживающих тепло, свет и время.

Скрытая фабрика на корнях мангров

Мангровые леса расположены на границе суши и моря, где корни купаются в солёной, постоянно меняющейся воде. Эти суровые условия благоприятствуют микроорганизмам с необычной химией, в том числе грибам, которые вырабатывают защитные молекулы для борьбы со стрессом. Команда выделила один такой гриб, Aspergillus unguis, растущий на воздушных корнях в заповеднике мангров Красного моря. Когда этот гриб выращивали в солёной питательной среде в лаборатории, прозрачная жидкость постепенно стала красной примерно через девять дней. Временная динамика свидетельствует о том, что пигмент является «вторичным» продуктом — веществом, которое гриб синтезирует не для базового роста, а, вероятно, для защиты или выживания — что намекает на специализированное и потенциально полезное соединение.

От красного бульона до чистого пигмента

Чтобы работать с пигментом, учёным сначала пришлось извлечь его из культуры. Поскольку цвет упрямо оставался в водном слое при смешивании с маслянистыми растворителями, они установили, что он сильно полярен — то есть склонен к воде, а не к жирам. После удаления белков и других примесей получили тёмно‑красно‑коричневый порошок, который полностью растворялся в этаноле высокой чистоты. Такая простота извлечения является преимуществом по сравнению с пигментами, запертыми внутри клеток, требующими механического разрушения. Первичные тесты также показали, что пигмент не содержит типичных растительных соединений, таких как фенолы или флавоноиды, но включает углеводную составляющую, что указывает на присоединение сахара к окрашивающему ядру.

Цвет, который остаётся интенсивным

Многие натуральные краски выцветают или меняют оттенок при нагреве или при экстремальных значениях pH, что ограничивает их практическое применение. Новый пигмент оказался необычно устойчивым. Он сохранял цвет в широком диапазоне pH — от крайне кислой до сильно щелочной среды — и выносил температуры до точки кипения воды, теряя лишь несколько процентов интенсивности. Даже через шесть месяцев при комнатной температуре не наблюдали видимых изменений или осадка. Эти свойства в сочетании с его водной природой делают пигмент сильным кандидатом для применения там, где критична стабильность цвета: в пищевых продуктах, текстиле, косметике и покрытиях, которые должны выдерживать технологическую обработку и хранение.

Расшифровка архитектуры пигмента

Чтобы понять, почему пигмент столь устойчив, исследователи использовали набор структурных методов. Измерения поглощения света показали характерный максимум, типичный для семейства соединений, известных как нафтокиноны, долгое время применявшихся в красильных технологиях и изучавшихся на предмет медицинского потенциала. Высокоэффективная жидкостная хроматография разделила пигмент на две почти идентичные формы, обе несущие один и тот же цвет, но слегка различающиеся в трёхмерной конфигурации. Инфракрасный анализ, масс‑спектрометрия и ядерный магнитный резонанс в итоге сошлись на единой архитектуре: классическое кольцо нафтазарина — часть, отвечающая за глубокий красный оттенок — украшено пятиуглеродным сахаром арабинозой, присоединённым через кислородный «мостик». Финальная структура, названная 2‑O‑β‑L‑arabinofuranosyl‑5,8‑dihydroxy‑1,4‑naphthoquinone, впервые описана в природе, а две формы лучше всего объясняются как стереоизомеры — зеркальные варианты того, как кольцо сахара закручено в пространстве.

К чему может привести это открытие

Проследив путь пигмента от корней мангров до молекулярной схемы, исследование открывает дверь к более экологичным цветовым технологиям. Присоединение сахара улучшает растворимость в воде и, вероятно, защищает красильное ядро, что помогает объяснить его устойчивость и намекает на благоприятное биологическое поведение, например более низкую неспецифическую токсичность и лучшую совместимость с живыми тканями. Хотя работа не включает тестов биологических эффектов и полного картирования пути синтеза пигмента самим грибом, она закрепляет за мангрово‑ассоциированными грибами статус перспективного источника новых натуральных красителей. Проще говоря, авторы нашли и расшифровали прочный, водорастворимый красный цвет, созданный морски́ми влияниями гриба — именно тот ингредиент, который в будущем может помочь заменить проблемные синтетические красители более безопасными и устойчивыми альтернативами.

Цитирование: Alkersh, B.M., Ghozlan, H.A., Sabry, S.A. et al. Extraction and characterization of a novel glycosylated naphthazarin pigment from mangrove Aspergillus unguis AUMC15225. Sci Rep 16, 11238 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43500-0

Ключевые слова: натуральные пигменты, мангровые грибы, нафтохинон, биооснованные красители, вторичные метаболиты грибов