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滇重楼内生真菌来源杂二萜化合物的基因组导向挖掘认领

被引量： 4

作者：

杜莲琼

学位授予单位：

云南民族大学

摘要：

植物内生真菌与宿主植物长期共存,进化出了独特的代谢机制。从这些代谢产物中寻找具有药用价值的活性分子,是当前新药及成药前体来源的重要途径。药用植物内生真菌来源于传统药用植物,更有可能产生具有生物活性的代谢产物。其中,杂二萜化合物由于普遍具有抗癌抗肿瘤等活性,受到广泛关注。本文以聚酮-二萜(PK-DTs)杂化分子为目标,从云南梁王山产滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis植株内分离得到的34株内生真菌中筛选了适合我们研究的基因簇:经过基因组测序和生物信息学分析,并与已知杂二萜化合物生物合成途径相关的基因簇进行比对发现,其中一株内生真菌Aspergillus versicolor0312的第19基因簇可能与杂二萜化合物的生物合成途径有关。据此,我们用异源表达策略开展了该基因簇的天然产物研究:在滇重楼内生真菌0312的基因组内鉴定了chevalon E(1)及其氧化衍生物的生物合成基因簇,并在异源表达宿主Aspergillus oryzae NSAR1中成功地重构了该生物合成途径。研究发现,两种细胞色素P450单加氧酶cle2和cle4,能将chevalon E(1)转化为7种新的类似物(2-8),其中具有独特五元内酯环的7和8,是真菌中还从未发现过的萜类结构。随后,通过底物饲喂等策略,我们推测了该基因簇合成天然产物的代谢途径。此外,还发现了同样来源于滇重楼的另一株内生真菌Aspergillus felis 0260中含有类似于合成chevalon E(1)的基因簇,用该基因簇编码的萜烯环化酶基因sre3替换cle7发现,sre3可接受与合成chevalone E相同的底物,但产生了不同结构的环化产物sartorypyrone D(11),因此也验证了该策略挖掘杂二萜化合物的有效性。最后,本研究中的一些化合物(1,2,5–8)协同增强阿霉素(DOX)在乳腺癌细胞中的细胞毒作用。

摘要译文

关键词：

内生真菌; 杂二萜化合物; 基因组挖掘; 生物合成; 异源表达; 抗癌活性

学位年度：

2020

学位类型：

硕士

学科专业：

化学生物学

导师：

汪伟光

中图分类号：

TQ464[生物制品药物的生产];S567.239

学科分类号：

081702[化学工艺];083611[医药生物工程];100705[微生物与生物技术药物学]

D O I：

10.27457/d.cnki.gymzc.2020.000024