发布时间:2022-05-13 16:42 原文链接: 新研究揭示“最毒蘑菇”鹅膏环肽毒素合成机制

  含有鹅膏环肽毒素的剧毒鹅膏属真菌,被称为“世界最毒蘑菇”。近日,中国科学院昆明植物研究所的科研人员在毒蘑菇鹅膏环肽毒素合成机制方面取得最新研究进展,他们发现了两个鹅膏环肽合成新的关键基因P450-29和FMO1,将已知毒素合成基因从原来的2个增加到了4个,对鹅膏环肽生源合成途径有了更为深入的认识。相关研究成果近日发表在美国《国家科学院院刊》遗传学板块。

  有毒蘑菇对人类健康常常造成威胁,但同时也是重要药物和功能分子的来源。剧毒鹅膏中的毒素为鹅膏环肽,但鹅膏环肽并非仅鹅膏属真菌独有,在亲缘关系很远的环柄菇属和盔孢伞属中,也有能产生这类毒素的真菌。

  据论文第一作者、中科院昆明植物研究所副研究员罗宏介绍,这次发现的关键基因为不同的加氧酶,负责在鹅膏环肽毒素的关键位点异亮氨酸C-5和脯氨酸C-4等引入氧原子。若缺少这些氧原子,将导致毒素的活性下降1000倍以上。

  罗宏表示,通过建立目前全球唯一的剧毒鹅膏基因组平台,研究人员构建了鹅膏属、盔孢伞属和环柄菇属中13个剧毒物种的基因组数据库,完整解析了鹅膏环肽生源合成途径在蘑菇目中的整体架构。他们发现在蘑菇目三个不同属中,鹅膏环肽的主要合成基因是相同或相似的,因此鹅膏环肽生源合成途径是同宗同源的。此外,系统发育和遗传学研究证据表明鹅膏、盔孢伞、环柄菇之所以都能产生鹅膏环肽毒素,其根源是基因水平转移。更深入的进化分析表明,基因水平转移发生的年代久远且并非直接发生在这几类蘑菇之间,而是由未知古老真菌物种作为供体分别传递给了这些蘑菇。

  “但令人吃惊的是,在进化长河中,鹅膏、盔孢伞、环柄菇三大类蘑菇中的毒素合成能力发生了翻天覆地的变化。”罗宏说。

  在木腐生的盔孢伞属真菌中,仅有1个毒素前体基因且该基因编码α-鹅膏毒肽;在土壤腐生的环柄菇属真菌中,存在MSDIN前体基因家族的轻微扩张,有约10种毒素前体基因;在菌根共生的鹅膏属真菌中,MSDIN前体基因家族存在显著扩张,甚至还产生了新的毒素修饰基因,可将环肽数目再扩大数十倍,因此鹅膏的实际产毒能力是盔孢伞和环柄菇的成千上万倍。

  罗宏说:“虽然鹅膏、盔孢伞、环柄菇都继承了由供体转移来的毒素基因,但可能受到不同生理和生态压力的影响,各自朝不同的方向进化,最终形成了三种迥异的命运。鹅膏是其中的佼佼者,其鹅膏环肽生源合成途径产生了众多创新,产毒能力提升了千倍万倍。”

相关文章

新研究揭示“最毒蘑菇”鹅膏环肽毒素合成机制

含有鹅膏环肽毒素的剧毒鹅膏属真菌,被称为“世界最毒蘑菇”。近日,中国科学院昆明植物研究所的科研人员在毒蘑菇鹅膏环肽毒素合成机制方面取得最新研究进展,他们发现了两个鹅膏环肽合成新的关键基因P450-29......

新研究揭示“最毒蘑菇”鹅膏环肽毒素合成机制

含有鹅膏环肽毒素的剧毒鹅膏属真菌,被称为“世界最毒蘑菇”。近日,中国科学院昆明植物研究所的科研人员在毒蘑菇鹅膏环肽毒素合成机制方面取得最新研究进展,他们发现了两个鹅膏环肽合成新的关键基因P450-29......

新研究揭示“最毒蘑菇”鹅膏环肽毒素合成机制

含有鹅膏环肽毒素的剧毒鹅膏属真菌,被称为“世界最毒蘑菇”。近日,中国科学院昆明植物研究所的科研人员在毒蘑菇鹅膏环肽毒素合成机制方面取得最新研究进展,他们发现了两个鹅膏环肽合成新的关键基因P450-29......

研究揭示:鼩鼱毒素在结构和功能上与蛇等相似

中新网昆明1月14日电(记者胡远航)哺乳动物中也有用毒高手?鼩鼱就是其中一种。来自中国科学院昆明动物研究所的研究表明,从亚洲短尾鼩鼱的颌下毒腺中分离出来的毒素BQTX,不仅在结构和功能上与蛇、黄蜂和海......

毒药亦解药,炭疽毒素也可帮助人类?

施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-神经科学》最新发表的一项神经科学研究显示,致命菌炭疽杆菌(Bacillusanthracis)释放的炭疽毒素可缓解小鼠疼痛。该研究论文称,炭疽毒素或许可助力提出一......

灵芝和桑黄食药菌抗神经炎症功能因子研究新进展

近日,西北农林科技大学高锦明教授团队在药食同源蘑菇功能因子研究领域取得新进展。研究揭示了两种人工栽培的灵芝、桑黄子实体中分子结构不同的两类代谢产物具有显着的抗神经炎活性和神经保护活性。研究成果分别以“......

呕吐毒素DON的新研究

10月1日,EcotoxicologyandEnvironmentalSafety在线发表了中国科学院上海营养与健康研究所研究员武爱波研究组题为Mycotoxindeoxynivalenolaffec......

破伤风单克隆抗体可显著提高治疗效率及患者顺应性

近日,《细胞报告》刊发了一项来自暨南大学廖化新教授团队联手清华大学、泰诺麦博生物等机构关于破伤风单克隆抗体的研究成果。该研究表明,破伤风单克隆抗体作为新一代的破伤风预防与治疗用药在我国发展潜力巨大,有......

岛津黄曲霉毒素柱后衍生分析系统焕新上市

大家好,感谢您对岛津EssentiaLC应用分析系统新品家族的关注,继大小姐氨基酸分析仪、二小姐氨基甲酸酯柱后衍生分析系统后,今天将为大家介绍最后一位新秀:三小姐黄曲霉毒素柱后衍生分析系统。在岛津液相......

一文了解细菌内毒素检查法

细菌内毒素检查法是判断供试品中细菌内毒素是否符合规定。内毒素(Endotoxin)即革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖,其毒性成分为类脂A。菌体死亡崩解后释放出来。细菌内毒素检查包括两种方法,即凝胶法和光度测......