蟲(chóng)生真菌具有合成新型藥物分子的巨大潛力（2020.4.26 中國(guó)科學(xué)報(bào)）

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究員徐玉泉課題組和美國(guó)亞利桑那大學(xué)教授伊斯特萬(wàn)·莫爾納共同撰寫(xiě)2篇綜述，全面總結(jié)了蟲(chóng)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)表于《天然產(chǎn)物報(bào)告》（Natural Product Reports）。

白僵菌、綠僵菌和蛹蟲(chóng)草等蟲(chóng)生真菌合成的次級(jí)代謝產(chǎn)物具有防治農(nóng)林害蟲(chóng)和藥用的價(jià)值。探索蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)發(fā)病機(jī)理中的作用。綜述內(nèi)容涉及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。

徐玉泉介紹，這些化合物主要來(lái)源于之前研究較少的蟲(chóng)生真菌，如蜘蛛寄生真菌、海洋真菌、昆蟲(chóng)腸道真菌等，或通過(guò)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(chóng)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(chóng)生真菌合成新型代謝物的潛力。在已報(bào)道的40種蟲(chóng)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(guò)不同方法和基因組學(xué)發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)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。