金沙澳门官网dkk:植物所解析真菌棒曲霉素生物

作者: 生命科学  发布:2019-10-16
中科院植物所解析重要真菌霉素合成途径

由真菌产生的聚酮类次生代谢产物——棒曲霉素是造成果实及其加工产品污染的重要真菌毒素,对人和动物都具有毒性,给消费者的身体健康带来巨大威胁。因此,解析真菌中棒曲霉素生物合成的分子基础,并阐明其合成途径及调控机制,对创制果实采后棒曲霉素防控技术至关重要。

记者从中国科学院植物研究所获悉,该所研究员田世平带领的团队通过多种途径,阐明了污染果实的一种重要真菌毒素——棒曲霉素在扩展青霉中生物合成的分子基础、合成途径及调控机制,为创制果实采后棒曲霉素防控技术具有重要意义。相关成果日前发表在国际学术期刊《环境微生物学》。

中国科学院植物研究所田世平研究组长期从事果实采后病理学研究。研究团队前期从扩展青霉(Penicillium expansum)中鉴定到一个含有15个基因的棒曲霉素合成基因簇,证明了该簇中基因对棒曲霉素合成的调控作用,揭示了棒曲霉素生物合成的分子基础,并发现响应环境pH信号的转录因子PePacC能通过调控该基因簇中基因表达控制棒曲霉素合成。近期,研究团队在此基础上,利用基因敲除、突变株底物饲喂、蛋白异源表达和体外催化等方法,明确了棒曲霉素生物合成途径中8步反应的催化酶及其编码基因。研究人员基于分子遗传学和生物化学证据,明确了棒曲霉素生物合成途径中第4步反应的产物为龙胆醛,而不是间羟基苯甲醛,解决了长期以来在此步反应上仅基于化学产物推断形成的争议。同时,研究人员还通过对棒曲霉素合成基因簇编码的全部15个蛋白及相关调控因子PeLaeA、PeVeA和PeVelB的亚细胞定位,初步确定了合成途径中各催化酶、转运蛋白和调控蛋白的亚细胞分布,勾勒出了棒曲霉素在扩展青霉胞内生物合成及转运路径的分子网络。

研究人员在前期的工作中,从扩展青霉中鉴定到一个含有15个基因的棒曲霉素合成基因簇,揭示了棒曲霉素生物合成的分子基础和部分调控机制。近期,研究团队基于分子遗传学和生物化学证据,明确了棒曲霉素生物合成途径中第4步反应的产物为龙胆醛,而不是间羟基苯甲醛,解决了长期以来在此步反应上仅基于化学产物推断形成的争议。

该研究不仅为深入认知真菌中棒曲霉素生物合成的分子基础、转运路径和调控网络提供了分子证据,还为研发精准高效的控制技术提供了新思路。研究成果对实现从源头上控制棒曲霉素污染,确保果实及其加工产品的品质安全具有重要意义。

同时,研究人员还通过对棒曲霉素合成基因簇编码的全部15个蛋白及相关调控因亚细胞定位,初步确定了合成途径中各催化酶、转运蛋白和调控蛋白的亚细胞分布,勾勒出了棒曲霉素在扩展青霉胞内生物合成及转运路径的分子网络。

金沙澳门官网dkk,该研究于3月13日正式发表于国际学术期刊Environmental microbiology。田世平研究组研究员李博强,以及博士研究生陈勇、已毕业博士生宗元元为论文共同第一作者,田世平为论文通讯作者。美国芝加哥大学教授龙漫远对研究工作给予了指导。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中科院青年创新促进会资助。

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