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“蘑菇毒王”竟能“智能化”生产环肽毒素

来源: 作者: 发布时间:2021-05-18

科技日报昆明5月18日电(记者 赵汉斌)误食毒蘑菇引起的中毒事件,是我国最主要的公共卫生问题之一。记者18日从中科院昆明植物研究所获悉,该所研究人员近日在鹅膏环肽生源合成调控方面取得新进展,并在著名国际真菌学期刊《真菌杂志》上发表了两篇论文。

中国剧毒鹅膏物种:a. 致命鹅膏; b. 灰花纹鹅膏; c. 拟灰花纹鹅膏; d. 灰盖粉褶鹅膏; e. 软托鹅膏; f. 淡红鹅膏; g. 小致命鹅膏; h. 裂皮鹅膏; i. 近灰花纹鹅膏; j. 黄盖鹅膏; k. 假淡红鹅膏; l. 鳞柄白鹅膏。(图片来源:昆明植物研究所杨祝良研究员)

误食含环肽毒素的“蘑菇毒王”鹅膏蘑菇家族,往往是致死的主因。鹅膏环肽结构与功能具有多样性,除了人们熟知的毒素外还有免疫抑制、抗毒素、离子通道抑制等活性。这些环肽是宝贵的天然产物,具有重要价值。

“致人死亡的α-鹅膏毒肽,本身可与抗体偶联治疗癌症等重大疾病,相关药物已进行临床试验。因此,该鹅膏环肽价格高昂,目前市场售价为黄金的一万余倍。”论文通讯作者罗宏副研究员介绍,剧毒鹅膏蘑菇中还存在大量未被认识的新环肽,这些分子可能具有未知的重要生物学活性,因此深入研究不但具有理论价值,对了解环肽功能同样具有重要意义。

中国科学院昆明植物研究所真菌地衣多样性与适应性进化研究团队建立了基因组导向新方法,联合组学、高分辨质谱、人工结构分析、化学合成等手段,从黄盖鹅膏、淡玫红鹅膏、裂皮鹅膏、致命鹅膏和软托鹅膏中发现了14种新鹅膏环肽,其中2种环肽具有全新结构,这也意味着它们可能具有新的功能。

研究发现,剧毒鹅膏蘑菇中存在一个此前尚未被认知的大型环肽库,应用基因组导向方法大大加速这一探索进程。有趣的是,转录组数据表明,剧毒鹅膏可用“生产线”排序生产环肽,在同一时间仅有少量环肽处于活跃生产状态,这样就能优化配置生产线,优先生产最需要的环肽。研究表明,剧毒鹅膏能够合成大量未知鹅膏环肽,并且通过“智能化”的方式对环肽合成途径进行资源配置。