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虫草素的生物合成秘密被揭开

为蛹虫草抗癌活性提供了分子证据
2017-10-25 09:36:36 来源:健康报
  (记者胡德荣)中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王成树研究组新近完整解析了虫草素在蛹虫草中的生物合成机理,并首次发现蛹虫草能够“配套”合成虫草素分子的“保护者”——抗癌药物喷司他丁。该研究相关论文于10月19日在线发表在《细胞》子刊《化学生物学》杂志上。专家认为,该研究为蛹虫草的抗癌活性提供了分子证据,为蛹虫草的质量标准提供了新的分子指标。
 
  据介绍,自然界中能够感染杀虫的子囊菌类真菌已被鉴定的达1500多种,统称为广义虫草菌,这些真菌在昆虫种群的自然调控中发挥着重要作用。冬虫夏草、蛹虫草和蝉花等为代表的虫草菌有悠久的食药用历史,但活性成分尚不清楚。虫草素最早于1950年在蛹虫草中被发现鉴定,具有抗菌、抗虫及抗癌等生物活性,但合成机理并不清楚。
 
  王成树研究员等在完成蛹虫草基因组研究的基础上,通过生物信息分析获得潜在的合成基因簇,基因功能研究该基因簇编码的4个蛋白通过介导腺苷3'-OH磷酸化、去磷酸化及氧化还原反应生成虫草素。研究中,首次发现蛹虫草能够合成具有抗癌活性的喷司他丁,并由同一基因簇合成。这两种腺苷类分子在生物学功能上扮演着“保护者—被保护者” 的作用。
 
  科研人员还发现,为了调控胞内虫草素含量过高引起的细胞毒性,真菌细胞会通过转运蛋白向胞外运输喷司他丁,解除或降低其抑制脱氨酶活性的功能,虫草素从而被脱氨生成3'-脱氧肌苷。另外,科研人员分析证明,冬虫夏草和蝉花等其他种类虫草菌的基因组中不含也不能合成虫草素及喷司他丁。

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