解密蘑菇毒王產(chǎn)毒新招—— 中科院昆明植物所在揭示鵝膏環(huán)肽生源合成調(diào)控方面取得新進展

誤食毒蘑菇引起的中毒事件是我國最主要的公共衛(wèi)生問題之一，但有毒蘑菇的產(chǎn)毒機理各異，其中含鵝膏環(huán)肽毒素的劇毒蘑菇——“蘑菇毒王”是導致致死性毒蘑菇中毒的主因。鵝膏環(huán)肽結構與功能具有多樣性，除了人們熟知的毒素外還有免疫抑制、抗毒素、離子通道抑制等活性。這些環(huán)肽是寶貴的天然產(chǎn)物，其生物活性具有重要價值。例如，致人死亡的α-鵝膏毒肽，本身可與抗體偶聯(lián)治療癌癥等重大疾病，相關藥物已進行臨床試驗。因此，該鵝膏環(huán)肽價格高昂，目前市場售價為黃金的一萬余倍。同時，劇毒鵝膏蘑菇中還存在大量未被認識的新環(huán)肽，這些分子可能具有未知的重要生物學活性，相關研究工作不但具有理論價值，對環(huán)肽功能進行深入研究還有重要現(xiàn)實意義。

中國科學院昆明植物研究所真菌地衣多樣性與適應性進化研究團隊建立了基因組導向新方法，聯(lián)合組學、高分辨質(zhì)譜、人工結構分析、化學合成等手段，從黃蓋鵝膏（Amanita subjunquillea）、淡玫紅鵝膏（A. pallidorosea）、裂皮鵝膏（A. rimosa）、致命鵝膏（A. exitialis）和軟托鵝膏（A. molliuscula）中發(fā)現(xiàn)了14種新鵝膏環(huán)肽，其中2種環(huán)肽（CylK1 和 CylK2）具有全新結構，預示它們可能具有新的功能。該結果表明，劇毒鵝膏蘑菇中存在一個大型的環(huán)肽庫且尚未被認識，應用基因組導向方法可以大大加速這一探索進程。有趣的是，轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表明劇毒鵝膏的“環(huán)肽生產(chǎn)線”能夠?qū)h(huán)肽生產(chǎn)進行排序，在同一時間僅有少量的環(huán)肽處于活躍生產(chǎn)狀態(tài)，如此就能對該生產(chǎn)線進行優(yōu)化配置，優(yōu)先生產(chǎn)最需要的環(huán)肽。研究表明劇毒鵝膏能夠合成大量未知鵝膏環(huán)肽，并且通過“智能化”的方式對環(huán)肽合成途徑進行資源配置。

該研究成果分別以“Differential expression of amanitin biosynthetic genes and novel cyclic peptides in Amanitamolliuscula”和“Novel cyclic peptides from lethal Amanitamushrooms through a genome-guided approach ”為題在真菌學期刊Journal of Fungi發(fā)表。昆明植物所分類室呂李云嬌博士研究生和周生文碩士研究生分別為論文第一作者，羅宏副研究員為通訊作者。該研究得到了中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（No. XDB31000000）、國家自然科學基金項目（No. 31772377 和No. 31972477）項目的支持。

圖1. 軟托鵝膏的基因組及鵝膏環(huán)肽生源合成基因的表達調(diào)控

來源：易菇網(wǎng)