刘钢团队在真菌次级代谢产物转运和合成方面取得新进展

　　

近日，中国科学院微生物研究所刘钢团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry上发表题为“MFS Transporter as the Molecular Switch Unlocking the Production of Cage-Like Acresorbicillinol C”的研究论文。该研究揭示了工业真菌顶头孢霉中笼状骨架新化合物acresorbicillinol C生物合成的转运机制，为深入理解真菌次级代谢物的区室化合成奠定了理论基础。

参与真菌次级代谢物生物合成的关键酶和中间产物常定位于细胞特定的区域，这种区室化分布有助于酶促反应的发生，避免中间产物积累导致的对产生菌造成的负担和毒害，从而有利于菌株自身的生长。团队前期的研究（Org. Lett. 2024, 26, 642?646）发现，顶头孢霉中一个特殊的Berberine Bridge Enzyme-like?（BBE-like?）氧化酶AcsorD催化acresorbicillinol C的合成，并解析了其催化机制（图1A）。然而，与存在于细胞质中参与acresorbicillinol C骨架合成的聚酮合酶不同，氧化酶AcsorD存在于细胞的周质空间，暗示acresorbicillinol C存在区室化合成。本研究从参与acresorbicillinol C合成的转运蛋白入手，通过遗传学、生物化学和计算生物学等手段，阐明了定位于细胞质膜的转运蛋白将acresorbicillinol C合成的关键中间体sorbicillinol从细胞质转运至周质空间，从而介导定位于周至空间的BBE-like?氧化酶AcsorD催化笼状化合物的合成（图1B）。该研究系统回答了笼状骨架化合物acresorbicillinol C的合成和转运机制，为丝状真菌活性先导化合物的开发和应用奠定了理论基础。

中国科学院微生物研究所刘钢研究员和潘园园副研究员为本文的共同通讯作者，中国科学院微生物研究所博士研究生段成宝为本文的第一作者。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的经费支持。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c05177

图1 顶头孢霉笼状化合物acresorbicillinol C的合成和转运机制