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菌物学报 2023年第8期42卷 1691-1700页

作者：杨秀青李丝竹徐康刘美洁郭立忠于浩青岛农业大学生命科学学院、山东省应用真菌重点实验室山东青岛266109

环孢霉素A是一种主要由膨大弯颈霉Tolypocladium inflatum产生的环肽类次级代谢产物,临床上被广泛用作免疫抑制剂,其合成需要特殊底物(4R)-4-[(E)-2-butenyl]-4-methyl-L-threonine(Bmt),但目前相关Bmt的研究很少。基因敲除实验证实Bmt... 详细信息

环孢霉素A是一种主要由膨大弯颈霉Tolypocladium inflatum产生的环肽类次级代谢产物,临床上被广泛用作免疫抑制剂,其合成需要特殊底物(4R)-4-[(E)-2-butenyl]-4-methyl-L-threonine(Bmt),但目前相关Bmt的研究很少。基因敲除实验证实Bmt的生物合成需要一个聚酮合酶(polyketosynthase,PKS)基因(simG)参与,并推测其功能为合成Bmt的前体化合物羧酸分子3(R)-hydroxyl-4(R)-methyl6(E)-octenoic acid(B1)。本研究通过在同为虫生真菌的球孢白僵菌Beauveria bassiana中异源表达simG,以证明该基因的功能。通过克隆获得了较大基因simG,利用根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导方法将该基因转化到球孢白僵菌中,通过基因检测和半定量RT-PCR筛选出目标基因表达量高的菌株,获得4株simG高表达菌株。将其发酵培养后,利用LC-MS检测发酵产物,发现在simG高表达菌株中存在与B1分子量相同的产物峰。本研究进一步证明了simG负责化合物B1的合成,是Bmt合成的关键基因。本研究进一步加深了对环孢霉素的生物合成机理的认识,为构建Bmt高产的工程菌株提供理论支撑,有望从解决底物来源角度促进环孢霉素生产效率的提高。

关键词：环孢霉素 Bmt 膨大弯颈霉生物合成异源表达

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膨大弯颈霉基因组进化及交配型基因的初步研究

膨大弯颈霉基因组进化及交配型基因的初步研究

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作者：杨晓青山西大学

学位级别：硕士

膨大弯颈霉(Tolypocladium inflatum)隶属子囊菌门(Ascomycota)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)、肉座菌目(Hypocreales)、线虫草科(Ophiocordycipitaceae)、弯颈霉属(Tolypocladium)。膨大弯颈霉是甲虫幼虫的病原菌,也是免疫抑制药物环孢菌素(Cyclosporins)的生产菌。以往对膨大弯颈霉的研究工作主要集中在优化环孢菌素的生产工艺上,而分子生物学方面的研究相对较少,GenBank中收录的膨大弯颈霉基因组数据十分有限。我们首次完成膨大弯颈霉线粒体基因组的组装和注释工作。到目前为止,它的线粒体基因组是线虫草科中最小的,全长仅25 kb。整个基因组排列紧凑,包含了所有标准的线粒体编码基因,还含有一个内含子。转录分析验证了多数保守基因的表达。序列分析还发现线粒体基因向细胞核转移的证据。通常认为,动物的mtDNA比nrDNA进化快,真菌中是否也如此还不确定。本课题组装了5株膨大弯颈霉菌株的线粒体基因组,并且比较分析了线粒体基因组和核基因组核苷酸的变异情况。结果表明,5株菌线粒体基因组比对仅发现30个单核苷酸多态性位点,基因区和基因间区各15个,SNP变异频率是0.12%。核基因组比对共产生304,901个单核苷酸多态性位点,其中约80%位于基因间隔区,约9%位于编码基因中,SNP变异频率是0.97%。从这一结果来看,核基因组的进化速率快于线粒体基因组。系统发育结果显示,基于线粒体基因组序列与核基因组序列所反映的菌株间的发育关系基本是一致的。膨大弯颈霉在实验室条件于难以产生有性子实体,这是由于我们对该菌有性生殖方式的认识还不够。本实验筛选并分离了来源于同一有性子实体的22株单子囊孢子菌株,再加上5株非单孢菌株,设计交配型基因的特异性引物,对它们的交配型基因进行检测与分析。明确膨大弯颈霉是同宗配合还是异宗配合真菌,进而有助于实现有性子实体的人工培养。

关键词：膨大弯颈霉线粒体基因组交配型子实体

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新疆细虫草菌核的膨大弯颈霉菌株SFYT002核苷类成分分析

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药物分析杂志 2014年第8期34卷 1407-1411页

作者：索菲娅黄罗冬虞泓郭瑞王傲立新疆大学生命科学与技术学院乌鲁木齐830046 云南大学中草药生物资源研究所云百草实验室昆明650091

目的:定量分析膨大弯颈霉菌株SFYT002菌丝体中核苷类成分。方法:本研究从新疆细虫草菌核分离出一株膨大弯颈霉菌株SFYT002,以已知的7种核苷为标准品,并与野生新疆细虫草和冬虫夏草做比较,采用高效液相色谱法(HPLC)对其核苷类成分进行测... 详细信息

目的:定量分析膨大弯颈霉菌株SFYT002菌丝体中核苷类成分。方法:本研究从新疆细虫草菌核分离出一株膨大弯颈霉菌株SFYT002,以已知的7种核苷为标准品,并与野生新疆细虫草和冬虫夏草做比较,采用高效液相色谱法(HPLC)对其核苷类成分进行测定。结果:膨大弯颈霉SFYT002菌株含有与冬虫夏草相同的7种核苷类成分,其中该菌株尿嘧啶为75.668μg·g-1,略高于冬虫夏草,为新疆细虫草的4倍左右;肌苷含量达到663.776μg·g-1,为冬虫夏草3倍,为新疆细虫草的27倍之多;腺苷含量114.653μg·g-1,分别为冬虫夏草和新疆细虫草腺苷含量的1/5和2/5左右;尿苷、鸟苷、腺嘌呤含量也接近冬虫夏草,高于新疆细虫草。此外,在膨大弯颈霉SFYT002菌株中检测出虫草素,含量为32.261μg·g-1,但新疆细虫草和冬虫夏草中未检测出虫草素,为虫草素开发提供了一种新的药源。结论:膨大弯颈霉菌株SFYT002核苷类成分含量丰富,具有开发潜力和前景。

关键词：膨大弯颈霉细虫草菌核核苷类成分尿嘧啶尿苷肌苷鸟苷腺嘌呤腺苷虫草素(3’-脱氧腺苷) 高效液相色谱法

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环胞霉素的生物合成机理研究

环胞霉素的生物合成机理研究

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中国菌物学会2016年学术年会

作者：杨秀青冯鹏王成树中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所

环胞霉素（cyclosporin）是由虫草无性型—膨大弯颈霉（Tolypocladium inflatum）产生的非核糖体多肽,由11个正常或非正常氨基酸组成,尤其是包含一个由辛烯酸前体转化而成的C9非正常氨基酸,存在60多种结构类似物,其中环胞霉素A（cy A）... 详细信息

环胞霉素（cyclosporin）是由虫草无性型—膨大弯颈霉（Tolypocladium inflatum）产生的非核糖体多肽,由11个正常或非正常氨基酸组成,尤其是包含一个由辛烯酸前体转化而成的C9非正常氨基酸,存在60多种结构类似物,其中环胞霉素A（cy A）于1972年被发现及获得结构鉴定,1983年批准成为商品药物,主要用于抑制器官移植所导致的免疫排异反应。然而多年来,膨大弯颈霉合成环胞霉素的次生代谢机理,以及它对于产生菌的生物学功能不清楚。虽然负责合成环胞霉素的非核糖体合成酶（non-ribosomal peptide synthetase,NRPS）基因多年前被克隆了,但该次生代谢产物的生物合成机理一直没有获得解析。2013年,该菌基因组获得解析,为开展环孢霉素生物合成机理确定奠定了良好的基础。基于基因组信息分析获得负责产物合成的基因簇,结合系列基因缺失、中间产物结构鉴定及底物饲喂等试验,我们研究证明或推测聚酮合成酶（polyketide synthase）基因、P450基因和转氨酶基负责生成C9底物分子;消旋酶负责将L-Ala转化为D-Ala,作为非核体多肽合成酶NRPS的第一个底物。与环胞霉素结构中11个氨基酸对应的是,主要合成酶NRPS含有11个功能模块进行底物顺序添加,尤其是其中的A6 domain由于能够结合、添加不同正常或非正常氨基酸,从而形成系列的结构类似物。同时证明整个基因簇受一个b ZIP家族的转录因子调控。环胞霉素生物合成机理的解析,不仅丰富了非核糖体多肽类次级代谢产物合成的多样性,也为分子遗传改造提高该化合物奠定了良好的基础。

关键词：环胞霉素膨大弯颈霉基因调控次级代谢

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王成树研究组揭示环孢霉素合成机理及生物学功能

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农药市场信息 2018年第28期 45-45页

作者：郑庆伟

近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所王成树研究组在国际学术期刊mBio在线发表了研究论文。该工作报道了虫草无性型膨大弯颈霉合成环孢霉素的分子机理、调控机制及其生物学功能等。包括害虫生防真菌在内的广义... 详细信息

近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所王成树研究组在国际学术期刊mBio在线发表了研究论文。该工作报道了虫草无性型膨大弯颈霉合成环孢霉素的分子机理、调控机制及其生物学功能等。包括害虫生防真菌在内的广义虫草菌能够合成结构多样的小分子化合物,

关键词：合成机理膨大弯颈霉生物学功能环孢霉素

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