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有希望的化学多样性来源

2019-12-02 25真菌

烟曲霉产生一组未知的天然产物。有关植物异喹啉生物碱,这些物质已被命名为烟菌素。来自德国耶拿的研究人员和他们的美国同事在研究真菌基因组时发现了这种新物质。异喹啉类生物碱含有多种药理活性分子。这项研究刚刚发表在《自然化学生物学》(Nature Chemical Biology)杂志上,它表明真菌和植物为这些复杂的分子独立地开发了生物合成途径。这些发现使曲霉菌成为新药物的发现和生物技术生产的有趣目标, 成为有希望的化学多样性来源。

研究背景

今天使用的许多药物都来自大自然。这些可以通过或不通过人工修饰而被发现并对人类健康产生有益影响的分子,大多来源于微生物或植物。因此,在自然界中发现新的活性化合物并将其用于疾病治疗具有重要意义。

异喹啉生物碱是一类著名的植物代谢物。今天已知的有2500多种,主要存在于罂粟和巴伯里植物中。著名的例子包括止痛药吗啡或止咳药可待因。

真菌:有希望的化学多样性来源

耶拿弗里德里希·席勒大学(Friedrich Schiller University)德克·霍夫迈斯特(Dirk Hoffmeister)和阿克塞尔·布拉卡吉(Axel Brakhage)实验室的科学家与美国同事一起发现,真菌以与植物非常相似的方式合成某些天然产物。他们分析了普通霉菌曲霉菌的基因组,发现了一小簇之前功能未知的基因。将这些基因序列与已知数据进行比较,意味着它们可能是合成新的天然产物的原因。

通过操纵基因序列,表征产生的代谢物和使用放射性标记实验,有可能阐明新分子的结构和解开详细的生物合成途径。研究人员发现了一种新的碳原子连接机制,这在真菌中从未见过。整个fumisoquin生物合成途径似乎是植物生物合成原理和真菌中常见的非核糖体肽合成酶的结合

研究结果

大学教授兼莱布尼茨自然产物研究和感染生物学研究所所长阿克塞尔·布拉哈格解释说:“真菌和植物在进化过程中很早就分化了。新发现的fumisoquin合成途径表明,在这两组生物体内均有类似的异喹啉类生物碱的产生。这为组合生物技术开辟了新的道路,成为有希望的化学多样性来源,从而促进对新型活性化合物的研究,从而开发急需的新药。”

弗里德里希•席勒大学(Friedrich Schiller University)药学研究所德克•霍夫迈斯特(Dirk Hoffmeister)教授对双方的共同努力感到满意:“发表的研究中是一个很好的例子,大学之间的紧密合作和莱布尼茨天然产品研究所和感染生物-汉斯·诺尔学院和我们的美国伙伴。好的研究是没有国界的。”

国际科学协会“1000名教员”将该出版物列入了他们的重要研究成果清单。

引用

Friedrich-Schiller-Universitaet Jena. "Fungi: Promising source of chemical diversity: Moulds, plants share similar ways in alkaloid biosynthesis." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 May 2016.
www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160527112645.htm.

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