虫生真菌具有合成新型药物分子的巨大潜力
虫生真菌具有合成新型药物分子的巨大潜力
蛹虫草等传统药用真菌和绿僵菌等农业病虫害生防真菌是挖掘新型药用分子的宝藏。生物所供图
近日，中国农业科学院生物技术研究所研究员徐玉泉课题组和美国亚利桑那大学教授伊斯特万·莫尔纳共同撰写2篇综述，全面总结了虫生真菌重要活性化合物和以基因组为工具研究次级代谢产物生物合成的最新进展。相关研究成果在线发表于《天然产物报告》（Natural Product Reports）。
白僵菌、绿僵菌和蛹虫草等虫生真菌合成的次级代谢产物具有防治农林害虫和药用的价值。探索虫生真菌次级代谢产物及其生物合成不仅可以为农业和临床提供潜在的药物先导化合物，还可以洞悉次级代谢产物在宿主—病原体相互作用中所发挥的作用。
第一篇综述涵盖了从虫生真菌中分离的天然产物的化学结构和生物学活性，并总结了有关天然产物在昆虫发病机理中的作用。综述内容涉及200篇文献中的254种化合物，包括125种聚酮、35种非核糖体肽、48种萜烯、11种生物碱、9种甾醇、5种吡啶酮等。其中，172种为新化合物，80种具有抗生素、抗癌细胞、抗疟等生物活性。
徐玉泉介绍，这些化合物主要来源于之前研究较少的虫生真菌，如蜘蛛寄生真菌、海洋真菌、昆虫肠道真菌等，或通过表观遗传/调控因子操作、异源表达等新方法获得。此外，卵胞菌素、环孢菌素等“明星化合物”的生物学功能也得到了更加深入的研究。
第二篇综述涵盖了利用基因组学方法发现虫生真菌已知或未知的次级代谢产物生物合成基因簇（11个），以及利用基因组学预测虫生真菌合成新型代谢物的潜力。在已报道的40种虫生真菌基因组中，共有1569个次生代谢产物合成基因簇，包括448个聚酮类、415个非核糖体肽类、181个聚酮—非核糖体肽杂合类，且在不同种属中的分布差异显著。
这两篇综述探讨了通过不同方法和基因组学发现虫生真菌新颖生物活性化合物及其生物合成途径的新策略，表明虫生真菌具有合成新颖活性代谢产物的巨大潜力，进一步体现出虫生真菌次级代谢产物在生态和经济上的意义。
该工作得到国家自然科学基金、中国农科院创新工程等项目资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1039/C9NP00065H
https://doi.org/10.1039/D0NP00007H
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