Состав химических элементов грибной клетки во многом похож на состав клетки растений и животных. Далее перечислены основные элементы, содержащиеся в грибах.
Углерод. Входит в состав органических соединений, образующих клеточную стенку, а также в состав цитоплазмы. В мицелии углерод составляет 40…60% сухого веса.
Водород. Структурный и функциональный элемент. Входит в состав всех органических соединений. В грибной клетке содержится 6…8% от веса сухого мицелия. Входит в состав свободной и связанной воды.
Кислород. Составляет 25…35% сухого веса мицелия. Входит в состав воды, углеводов, белков, жиров и других органических соединений.
Азот. Входит в состав белков. Грибы испытывают потребность в аммонийном или аминном (органическом) азоте. Некоторые виды способны усваивать газообразный аммиак (например, фузариумы). К фиксации атмосферного азота способны аспергиллы, триходерма, некоторые базидиальные дереворазрушающие грибы.
Сера. Входит в состав серосодержащих аминокислот, таких как метионин, цистеин, ферментов, тиамина, биотина.
Фосфор. Является компонентом ДНК, РНК, АТФ. В спорах содержание фосфора выше, чем в мицелии. В молодом мицелии его больше, чем в старом. Источники фосфора — органические и минеральные соединения. Грибами используются фосфаты растворимые, а также нерастворимые, что определяет их роль в круговороте фосфора в природе.
Железо. Входит в состав ферментов, важных для метаболизма: цитохромов, цитохромоксидаз, каталазы и др.
Для грибов также необходимы такие элементы, как магний (сернокислый магний) и калий (хлористый калий). Для нормального развития грибов большое значение имеют микроэлементы: цинк (активирует ряд ферментов), медь, молибден, марганец, бор и др. Микроэлементы играют функциональную и структурную роль.
Многие грибы способны к накоплению отдельных элементов в количествах, превышающих их содержание в окружающей среде. Поэтому они могут выступать в роли индикаторов загрязнения окружающей среды.
Состав химических веществ, содержащихся в грибах, разнообразен и во многом сходен с составом их в растениях и животных. В основном это вода (60…90%), нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, жиры. Органические кислоты (уксусная, масляная, молочная, фумаровая, яблочная, янтарная, лимонная и др.) могут быть в свободном состоянии и в виде солей. Имеются также пигменты, смолы, терпены (ароматические эфирные масла), токсины, витамины и неорганические соединения.
Вещества, являющиеся постоянными компонентами клетки, называются первичными метаболитами. Соединения, которые не являются постоянными компонентами, необходимыми для всех видов грибов, относятся к вторичным метаболитам. В их число входят пигменты, токсины, витамины и др.
Первичные метаболиты
Белки. Это структурный компонент клетки, так как белки входят в состав мембран, микротрубочек и микрофиламентов. Кроме того, белки являются основным компонентом ферментов.
Ферменты. Клетки грибов характеризуются разнообразным набором ферментов. Особенно много таких окислительных ферментов, как лакказа, пируватоксидаза, цитохромоксидаза, пероксидаза, щелочная и кислая фосфатазы и др. Имеются экзо — и эндоферменты. Ферменты грибов воздействуют на какое-либо определенное вещество, поэтому они в грибной клетке действуют в определенной последовательности.
Углеводы. Могут быть в виде моносахаридов (глюкоза, манноза, галактоза и др.), дисахаридов (трегалоза) и полисахаридов. Полисахариды являются структурными компонентами оболочки. Прежде всего, это полимеры глюкозы — глюканы, целлюлоза (встречается в царстве Fungi очень редко). Полимеры маннозы — маннаны. В состав клеточной оболочки входят полимеры, связанные с белками (пептидоглюканы). Жесткость клеточной оболочке придает хитин (молекулы глюкозы + аминогруппы + остатки уксусной кислоты). У некоторых грибов есть хитозан (глюкоза + аминогруппы, без остатков уксусной кислоты).
Запасные углеводы. В цитоплазме грибной клетки можно обнаружить гранулы α-глюкана, близкого к гликогену (животному крахмалу). Это субстрат высокого эндогенного дыхания. Верхушки гиф, где активно протекают процессы метаболизма, обычно лишены гликогена. Практически только у грибов обнаружено запасное вещество — дисахарид трегалоза (= микоза).
Липиды входят в состав мембран. Например, фосфолипиды. Липиды могут находиться в цитоплазме в виде жировых капель — липосом. Больше всего их обнаруживают в старых клетках.
Вторичные метаболиты
Пигменты. Представлены каротиноидами, хинонами и меланинами. Каротиноиды участвуют в реакциях, связанных с фототропизмом у грибов, в процессах размножения некоторых видов, выполняют защитную функцию. Хиноны имеют окраску от светло-желтой до почти черной. Окраска их изменчива, зависит от pH среды. Обладают антибиотическим действием. Меланины (темноокрашенные пигменты) откладываются в клеточной оболочке, повышая ее прочность, имеют определенное значение для почвообразовательных процессов.
Токсины. Многие вещества, продуцируемые грибами, являются токсичными для микроорганизмов (антибиотики), растений (фитотоксины), человека и животных (микотоксины). Для человека особенно опасны афлатоксины, продуцируемые, например, аспергиллом желтым, так как они обладают канцерогенным действием.
Витамины необходимы для роста и развития грибов. Некоторые виды способны их синтезировать в значительных количествах. В грибах довольно много витаминов В1 (рибофлавин), PP. Содержание витамина С у большинства видов грибов ниже, чем у растений.
Стимуляторы роста растений. У сапротрофных и фитопатогенных грибов в процессе метаболизма образуются стимуляторы роста растений — ауксины и гиббереллины (гибберелла — сумчатый гриб).