“毒蘑菇”研究新进展! 鹅膏环肽竞能“智能化”生产
Published: 2021-05-24
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云南野生食用菌种类及产量位居中国之首,同时也是野生毒菌中毒的“重灾区”。在野生菌中毒死亡的案例中,80%-90%为含鹅膏环肽毒素的剧毒蘑菇所致。
据报道,鹅膏环肽毒素毒性极强、致死剂量极低,且化学性质稳定,耐高温、酸碱和盐,常规的烹饪方法不能破坏其毒性。更致命的是,有毒蘑菇与可食蘑菇往往长得非常相似,如何快速鉴别是世界性难题。
例如,云南楚雄和曲靖等地有俗称“黄罗伞”和“白罗伞”的无毒鹅膏,也有与这两种鹅膏极为相似的剧毒鹅膏“黄盖鹅膏”和“致命鹅膏”,若误食一个个体又得不到及时治疗,即可导致死亡。
近期,中科院昆明植物研究所人员近日在鹅膏环肽生源合成调控方面取得新进展,并在著名国际真菌学期刊《真菌杂志》上发表了两篇论文, “Differential expression of amanitin biosynthetic genes and novel cyclic peptides in ”和“Novel cyclic peptides from lethal mushrooms through a genome-guided approach ” 。
鹅膏环肽结构与功能具有多样性,除了人们熟知的毒素外还有免疫抑制、抗毒素、离子通道抑制等活性。这些环肽是宝贵的天然产物,具有重要价值。
“致人死亡的α-鹅膏毒肽,本身可与抗体偶联治疗癌症等重大疾病,相关药物已进行临床试验。因此,该鹅膏环肽价格高昂,目前市场售价为黄金的一万余倍。”论文通讯作者罗宏副研究员介绍,剧毒鹅膏蘑菇中还存在大量未被认识的新环肽,这些分子可能具有未知的重要生物学活性,因此深入研究不但具有理论价值,对了解环肽功能同样具有重要意义。
中国科学院昆明植物研究所真菌地衣多样性与适应性进化研究团队建立了基因组导向新方法,联合组学、高分辨质谱、人工结构分析、化学合成等手段,从黄盖鹅膏(Amanita subjunquillea)、淡玫红鹅膏(A. pallidorosea)、裂皮鹅膏(A. rimosa)、致命鹅膏(A. exitialis)和软托鹅膏(A. molliuscula)中发现了14种新鹅膏环肽,其中2种环肽(CylK1和CylK2)具有全新结构,预示其可能具有新功能。
该结果表明,剧毒鹅膏蘑菇中存在一个大型环肽库且尚未被认识,应用基因组导向方法可以加速探索进程。转录组数据表明,剧毒鹅膏的“环肽生产线”能够将环肽生产进行排序,在同一时间仅有少量环肽处于活跃生产状态,如此就能对该生产线进行优化配置,优先生产最需要的环肽。研究表明,剧毒鹅膏能够合成大量未知鹅膏环肽,并通过“智能化”方式对环肽合成途径进行资源配置。
参考资料: 昆明植物所、科技日报、中国新闻网等
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