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真菌作為自然界第二大類生物，是天然藥物創(chuàng)制的重要來源。然而，大量真菌基因組測序表明，真菌中超過90%的次級代謝產(chǎn)物合成基因簇處于沉默狀態(tài)，極大地限制了新代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)及其合成機制研究。中國科學院微生物研究所真菌學國家重點實驗室尹文兵課題組針對真菌中大量基因簇沉默的問題，長期從事從基因到次級代謝產(chǎn)物的研究，主要方向包括真菌次級代謝產(chǎn)物激活、生物合成及其調控機制研究，近一年來取得了如下幾項系統(tǒng)性和原創(chuàng)性的成果：
1）使用表觀遺傳策略挖掘真菌天然產(chǎn)物多樣性
尹文兵團隊通過對植物內生真菌無花果擬盤多毛孢中的表觀遺傳調控因子進行定向遺傳敲除，發(fā)現(xiàn)該菌的次級代謝產(chǎn)物指紋圖譜發(fā)生了巨大變化（圖1），從中分離鑒定得到了15個新的聚酮類天然產(chǎn)物，并通過同位素示蹤法闡釋了產(chǎn)物Ficiolide A的合成途徑。
在該研究中，尹文兵團隊通過對遺傳轉化技術進行改良，大大縮短了真菌轉化的周期，該研究為新天然產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)提供了的方法。這一研究成果發(fā)表于Organic Letters（2016,18 (8), 1832–1835）。尹文兵課題組助理研究員吳廣畏為文章的*作者，尹文兵為文章通訊作者。該研究得到了中科院“百人計劃”專項經(jīng)費和國家自然科學基金的資助。
2）闡明重要生防菌淡紫擬青霉中脂肽類抗生素leucinostatins的生物合成途徑
尹文兵團隊通過對淡紫擬青霉進行基因組測序并結合比較基因組學分析，預測了脂肽類抗生素leucinostatins的合成基因簇。再通過對候選基因的遺傳敲除，鑒定了leucinostatins的合成基因簇，并且解析了其合成途徑（圖2）。這一工作對防治植物線蟲等多種病蟲害藥物的開發(fā)奠定了理論基礎。
相關研究結果發(fā)表于刊物PloS Pathogens（12(7): e1005685）。尹文兵和中國農(nóng)業(yè)科學研究院研究員謝丙炎為文章的并列通訊作者，尹文兵課題組博士劉志國、農(nóng)科院博士王剛和林潤茂為文章并列*作者。
3）將真菌糖基轉移酶應用于天然產(chǎn)物成藥性改善
利用糖基化對活性天然產(chǎn)物修飾是改造其成藥性的一個有效手段，目前常常利用真菌（近40%）作為宿主進行生物轉化來獲得，但至今還未從真菌中發(fā)現(xiàn)起作用的糖基轉移酶。尹文兵團隊利用生物轉化導向的RNA-Seq技術從凍土毛霉中發(fā)現(xiàn)并鑒定了*個糖基轉移酶，并成功表達獲得可溶性蛋白質。研究發(fā)現(xiàn)，該酶具有廣泛的底物雜泛性和專一的立體選擇性，主要以UDP-葡萄糖為糖基供體，可接受73個酚類物質為主的藥物骨架化合物作為底物，進行氧糖基化反應，主產(chǎn)物的產(chǎn)率可達到60%以上。值得關注的是該酶對于含有異戊烯基的酚類底物的催化活性具有*的專一性，糖基化的位置主要發(fā)生在異戊烯基鄰位的羥基基團上，說明該酶催化的復雜性（圖3）。微生物所研究員吳邊對該結構進行了計算機模擬，對其催化的特殊性進行了解釋。
該研究結果發(fā)表于應用化學期刊Advanced Synthesis & Catalysis。尹文兵和北京大學藥學院研究員葉敏為文章的并列通訊作者，尹文兵課題組馮金和張鵬為文章的并列*作者，該研究得到了中科院“百人計劃”專項經(jīng)費和國家自然科學基金的資助。
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