近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所徐玉泉研究員課題組和美國(guó)亞利桑那大學(xué)伊斯特萬·莫爾納教授共同撰寫2篇綜述,全面總結(jié)了蟲生真菌重要活性化合物和以基因組為工具研究次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成的最新進(jìn)展。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《天然產(chǎn)物報(bào)告(Natural Product Reports)》上。
白僵菌、綠僵菌和蛹蟲草等蟲生真菌合成的次級(jí)代謝產(chǎn)物具有防治農(nóng)林害蟲和藥用的價(jià)值。探索蟲生真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物及其生物合成不僅可以為農(nóng)業(yè)和臨床提供潛在的藥物先導(dǎo)化合物,還可以洞悉次級(jí)代謝產(chǎn)物在宿主-病原體相互作用中所發(fā)揮的作用。
第一篇綜述涵蓋了從蟲生真菌中分離的天然產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性,并總結(jié)了有關(guān)天然產(chǎn)物在昆蟲發(fā)病機(jī)理中作用,涉及200篇文獻(xiàn)中的254種化合物,包括125種聚酮、35種非核糖體肽、48種萜烯、11種生物堿、9種甾醇、5種吡啶酮等,其中,172種為新化合物,80種具有抗生素、抗癌細(xì)胞、抗瘧等生物活性。這些化合物主要來源于之前研究較少的蟲生真菌,如蜘蛛寄生真菌、海洋真菌、昆蟲腸道真菌等,或通過表觀遺傳/調(diào)控因子操作、異源表達(dá)等新方法獲得。此外,卵胞菌素、環(huán)孢菌素等“明星化合物”的生物學(xué)功能也得到了更加深入的研究。第二篇綜述涵蓋了利用基因組學(xué)方法發(fā)現(xiàn)蟲生真菌已知或未知的次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成基因簇(11個(gè)),以及利用基因組學(xué)預(yù)測(cè)蟲生真菌合成新型代謝物的潛力。在已報(bào)道的40種蟲生真菌基因組中,共有1569個(gè)次生代謝產(chǎn)物合成基因簇,包括448個(gè)聚酮類、415個(gè)非核糖體肽類、181個(gè)聚酮-非核糖體肽雜合類,且在不同種屬中的分布差異顯著。
這兩篇綜述探討了通過不同方法和基因組學(xué)發(fā)現(xiàn)蟲生真菌新穎生物活性化合物及其生物合成途徑的新策略,表明蟲生真菌具有合成新穎活性代謝產(chǎn)物的巨大潛力,進(jìn)一步體現(xiàn)出蟲生真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)上的意義。
該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。(通訊員 崔艷)
原文鏈接:
?。?)https://doi.org/10.1039/C9NP00065H
?。?)https://doi.org/10.1039/D0NP00007H