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药物分子的瑰宝。生物地图

最近，中国农业科学院生物技术研究所研究员许玉泉和美国亚利桑那大学教授istvan molnar共同撰写了两篇综述，全面总结了以基因组为工具生物合成虫生真菌重要活性化合物和次生代谢产物的最新进展。相关研究结果发表在《自然产品报告》在线版上。

虫生真菌如球孢白僵菌、金龟子绿僵菌和蛹虫草合成的次级代谢产物对于防治农业和林业害虫以及医药用途是有价值的。探索虫生真菌的次生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，还可以深入了解次生代谢产物在宿主-病原体相互作用中的作用。

第一部分综述了从虫生真菌中分离的天然产物的化学结构和生物活性，并总结了天然产物在昆虫致病中的作用。综述了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种具有生物活性，如抗生素、抗癌细胞、抗疟疾等。

徐玉泉介绍说，这些化合物主要来源于虫生真菌，如蜘蛛寄生真菌、海洋真菌、昆虫肠道真菌等。以前研究较少，或通过新方法如表观遗传/调节因子操作、异源表达等获得。此外，还对“星形化合物”如卵原蛋白和环孢菌素的生物学功能进行了进一步研究。

第二篇综述包括利用基因组学方法发现11个已知或未知的虫生真菌次级代谢物的生物合成基因簇，以及利用基因组学预测虫生真菌合成新代谢物的潜力。在已报道的40种虫生真菌基因组中，有1569个次级代谢产物合成基因簇，包括448个聚酮、415个非核糖体肽、181个聚酮-非核糖体肽杂交体，它们在不同物种中的分布存在显著差异。

这两个综述讨论了从虫生真菌中发现的新的生物活性化合物，以及通过不同方法和基因组学对其生物合成途径的新策略，表明虫生真菌具有合成新的活性代谢物的巨大潜力，进一步证明了虫生真菌次级代谢物的生态和经济意义。

这项工作得到了国家自然科学基金和中国农业科学院创新工程等项目的支持。

相关论文信息:https://doi.org/10.1039/C9NP00065H

https://doi.org/10.1039/D0NP00007H