真菌共培养强化次生代谢产物的合成及解析来源

来源 :青岛农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wg_fo
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随着基因组学的深入研究表明真菌有多种次生代谢途径,含有大量能够产生萜类、生物碱、聚酮类等天然产物的基因簇。而实验室单一培养条件下由于缺乏胁迫竞争的环境因子,导致这些代谢途径的基因不能表达,所以大型真菌在单培养条件下产生的具有生物活性的次级代谢产物也只是冰山一角。前期工作中,本课题组提出大型真菌新型培养体系即二元混合共培养。对15种木腐真菌和2种草腐真菌构建共培养体系,在所有的136组共培养组合中,云芝(Trametes versicolor)和树舌灵芝(Ganoderma applanatum)在平板对峙培养产生明显的抑制区,摇瓶培养有显著的颜色变化,因此被选择作为共培养模型。  本研究首先对云芝与树舌灵芝的单培养及共培养的次级代谢产物分析,通过代谢组学数据驱动深度挖掘了83个差异点化合物,包括在共培养发酵中新合成的化合物和共培养过程含量明显增加的化合物,其中有30个差异点化合物是在前期研究色谱条件下经过优化洗脱梯度新找到的差异点;其次13C动态标记揭示了37个差异点化合物来源于受到共培养刺激的云芝或树舌灵芝。其中,有23个差异点化合物的产生来自于云芝,8个差异点化合物的产生来自于树舌灵芝,6个差异点化合物在云芝和树舌灵芝中均能产生。13C标记进一步发现了13个12C信号强度高于103但是未被13C标记的差异点化合物,说明这类化合物的产生过程必须依赖于菌丝体的物理接触相互作用来激活沉默的基因簇,而不仅仅是通过释放到培养基中的信号分子;次之通过分子网络(molecular network)对新找到的30个差异点化合物和前期已经鉴定的化合物作去重复分析和聚类分析,并结合13C标记结果为化合物结构类似物的产生和产生来源提供了一个更加透彻的解析。最后我们锁定了化合物1,在共培养含量增加15倍,并且13C标记结果为在云芝和树舌灵芝中均能产生该化合物,我们分离纯化并鉴定化合物1结构为2,5,6-trihydroxy-4,6-diphenylcyclohex-4-ene-1,3-dione,并归属于芳香族类聚酮化合物,通过研究生物活性发现,该化合物能够抑制人类组织细胞淋巴瘤细胞 U-937,其IC50值为276.18±5.25 M,并且具有抗氧化活性,其IC50值为113.53±2.39 g/mL。总之,13C标记结果为以后研究分子信号的鉴定,以及生物合成途径的解析提供了框架。
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