化学表观遗传修饰方法在真菌次级代谢产物研究中的应用

真菌产生的次级代谢产物是新药开发的重要资源,其生物合成过程受到众多因素的调控。化学表观遗传操作是利用小分子化学物质抑制真菌中影响表观遗传的酶类,激活沉默的生物合成基因,诱导真菌产生未知的次级代谢产物。化学表观遗传修饰已成为一种简单有效的发现结构新颖的活性次级代谢产物的新方法。本文综述了化学表观遗传修饰调控真菌次级代谢产物的研究进展,并对该方法用于海洋来源真菌次级代谢产物的研究进行了展望。     

表观遗传修饰法增加真菌次级代谢产物化学多样性的应用

真菌次级代谢产物结构新颖、活性显著,是药物先导化合物的重要来源.然而,大量已知化合物的重复分离限制了传统真菌天然产物研究的快速发展.化学表观遗传修饰法是1种真菌代谢调控的简便、有效方法,其通过在培养基中添加化学表观遗传修饰剂激活真菌的沉默代谢途径获得隐蔽天然产物.本文综述了 2016年至2020年间采用化学表观遗传修饰...     

肿瘤的表观遗传治疗研究进展

表观遗传修饰主要有DNA甲基化和以组蛋白修饰为特征的染色质重塑.异常的表观遗传修饰会导致肿瘤发生,因此异常修饰位点可能成为肿瘤治疗的新靶点.本文将对表观遗传修饰与肿瘤发生的关系以及肿瘤的表观遗传治疗的研究进展作一综述.     

表观遗传试剂诱导海洋真菌Aspergillus versicolor DJ013产生次级代谢产物的研究

目的 对一株来源于浙江东极岛海域沉积物的海洋真菌Aspergillus versicolor进行表观遗传试剂2-hexyl-4-pentynoic acid诱导并研究其次级代谢产物。方法 采用溶剂萃取、柱层析色谱及制备色谱等方法对化合物进行分离纯化,通过LC-MS和NMR等方法进行结构鉴定,采用滤纸片扩散法测定抗菌活性。结果 在表观遗传试剂2-hexyl-4-pentynoic acid诱导下,从Aspergillus versicolor分离得到三个化合物,经结构鉴定为curvularin(1)、cyclo-(L-Trp-L-Phe)(2)和diorcinol (3)。     

海洋微生物次级代谢产物生物合成的研究进展

海洋微生物次级代谢产物往往具有新颖的化学结构,蕴含着独特的生物合成途径、酶学机理和不同于陆生放线菌次级代谢产物的生物合成机制。自从2000年第一例海洋微生物天然产物enterocin的生物合成基因簇被阐明以来,迄今已克隆和鉴定了27种海洋微生物次级代谢产物的完整生物合成基因簇。这些次级代谢产物的生物合成主要源于四种途径,包括聚酮合酶途径,非核糖体肽合成酶途径,聚酮-非核糖体肽合成酶杂合途径,以及其他途径。本文综述了近年来一些重要海洋微生物活性次级代谢产物的生物合成途径,以及组合生物合成技术在海洋微生物次级代谢产物结构多样化方面的应用。     

基因组导向的丝状真菌沉默生物合成基因簇激活策略D

真菌是药物先导结构的重要来源,得益于基因组测序技术的飞速发展,生物信息学分析发现真菌中存在大量次级代谢产物基因簇。而这些基因簇在常规实验室培养条件下往往不表达代谢产物,被称之为“沉默”基因。同时,随着天然产物分离技术在日益进步,结构新颖的天然产物发现的几率却在减少。因此如何借助基因组数据分析并激活沉默的基因簇,“解密”天然产物的宝藏,挖掘真菌潜在的代谢潜能成为研究热点。本文主要介绍了基因组导向的丝状真菌沉默生物合成基因簇的激活策略。     

表观遗传修饰在肿瘤代谢重编程中的作用和机制★

代谢重编程和表观遗传修饰是肿瘤的重要特征。在肿瘤发生发展过程中，肿瘤细胞改变其新陈代谢途径，表现出可调控的代谢可塑性。肿瘤代谢的改变在很大程度上受到表观遗传修饰的调控，比如，表观遗传修饰酶的表达或活性改变可能对肿瘤代谢产生直接或间接的影响。因此，探讨表观遗传修饰在肿瘤代谢重编程过程中的调控作用，对于深入理解肿瘤的致病机制具有重要意义。本文主要探讨了表观遗传修饰调控肿瘤代谢重编程的最新研究发现，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA对肿瘤代谢重编程的调控，并展望了基于表观遗传修饰调控的肿瘤代谢重编程的治疗前景。     

宁夏枸杞根际土壤链霉菌V-1-3次级代谢产物分析

摘要：目的 获得链霉菌V-1-3的基因组序列信息,分析其次级代谢产物生物合成基因簇并预测其代谢产物,为发现潜在新抗生素奠定基础。方法 基于16S rRNA基因序列进行菌株属水平鉴定,利用Illumina HiSeq+PacBio测序技术对菌株V-1-3进行基因组测序,采用antiSMASH(v6.0.1)在线工具分析次级代谢产物生物合成基因簇,液-质联用技术检测产生的次级代谢产物。结果 链霉菌V-1-3基因组序列全长8 243 417 bp,平均(G+C)含量为72.14 %,共编码7578个基因,预测到33个生物合成基因簇,利用液-质联用检测到4个代谢物：oxalomycin B、geosmin、coelichelin和ishigamide。结论 来自盐碱地的链霉菌V-1-3具有丰富的次级代谢产物生物合成基因簇,能产生多种次级代谢产物,具有进一步发掘新抗生素的价值。     

青霉属真菌次级代谢基因挖掘的研究进展

青霉属真菌是自然界中最常见的真菌,分布范围非常广泛,是最重要的药源真菌,从青霉属真菌中报道了许多具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等活性的次级代谢产物,是药物先导化合物的重要来源。近年来,随着微生物全基因组测序分析技术的发展以及对极端环境来源的青霉属真菌资源的不断挖掘,应用基因挖掘手段探索青霉属来源新型次级代谢产物成了一个新的研究热点。本文综述了近年来在青霉属真菌中通过基因挖掘策略获得的次级代谢产物基因簇及其代谢产物,希望可以对探索青霉属及其它真菌的次级代谢基因簇、推断基因功能、推导新的合成代谢途径及获得新的代谢产物有所帮助。     

Evolution of Chemical Diversity in a Group of Non-Reduced Polyketide Gene Clusters: Using Phylogenetics to Inform the Search for Novel Fungal Natural Products

Fungal polyketides are a diverse class of natural products, or secondary metabolites (SMs), with a wide range of bioactivities often associated with toxicity. Here, we focus on a group of non-reducing polyketide synthases (NR-PKSs) in the fungal phylum Ascomycota that lack a thioesterase domain for product release, group V. Although widespread in ascomycete taxa, this group of NR-PKSs is notably absent in the mycotoxigenic genus Fusarium and, surprisingly, found in genera not known for their secondary metabolite production (e.g., the mycorrhizal genus Oidiodendron, the powdery mildew genus Blumeria, and the causative agent of white-nose syndrome in bats, Pseudogymnoascus destructans). This group of NR-PKSs, in association with the other enzymes encoded by their gene clusters, produces a variety of different chemical classes including naphthacenediones, anthraquinones, benzophenones, grisandienes, and diphenyl ethers. We discuss the modification of and transitions between these chemical classes, the requisite enzymes, and the evolution of the SM gene clusters that encode them. Integrating this information, we predict the likely products of related but uncharacterized SM clusters, and we speculate upon the utility of these classes of SMs as virulence factors or chemical defenses to various plant, animal, and insect pathogens, as well as mutualistic fungi.     

Mycobacterium smegmatis alters the production of secondary metabolites by marine-derived Aspergillus niger

Journal of Natural Medicines - It is generally accepted that fungi have a number of dormant gene clusters for the synthesis of secondary metabolites, and the activation of these gene clusters can...     

Comparison of Expression of Secondary Metabolite Biosynthesis Cluster Genes in Aspergillus flavus,A. parasiticus,and A. oryzae

Fifty six secondary metabolite biosynthesis gene clusters are predicted to be in the Aspergillus flavus genome. In spite of this, the biosyntheses of only seven metabolites, including the aflatoxins, kojic acid, cyclopiazonic acid and aflatrem, have been assigned to a particular gene cluster. We used RNA-seq to compare expression of secondary metabolite genes in gene clusters for the closely related fungi A. parasiticus, A. oryzae, and A. flavus S and L sclerotial morphotypes. The data help to refine the identification of probable functional gene clusters within these species. Our results suggest that A. flavus, a prevalent contaminant of maize, cottonseed, peanuts and tree nuts, is capable of producing metabolites which, besides aflatoxin, could be an underappreciated contributor to its toxicity.     

玫瑰孢链霉菌基因组挖掘研究进展

玫瑰孢链霉菌是重要抗生素达托霉素的产生菌。基因组挖掘发现该菌具有丰富的次级代谢产物合成潜力,激活沉默次级代谢产物生物合成基因簇,发现了10多种具有多种生物活性的次级代谢产物。本文回顾了玫瑰孢链霉菌次级代谢产物的研究进展,以及激活这些沉默生物合成基因簇的研究策略。这些研究为其他链霉菌基因组挖掘提供了有效的思路和方法学参考。