禾谷镰孢菌毒力因子的研讨获停顿

起源：上海无机所 2021-11-23 08:13

禾谷镰孢菌是惹起小麦赤霉病、玉米赤霉茎腐病等农作物危害的紧张病原真菌。近年来，禾谷镰孢菌感化惹起的赤霉病活着界范畴内频仍暴发，形成重大的产量和经济损失，该病原菌还会发生年夜量真菌毒素净化食粮，给人畜安康组成重大威逼。因为禾谷镰孢菌侵染作物的毒力因子、分子致病机制尚不分明，关于禾谷镰孢菌的防治伎俩非常无限，次要集中在化学防治，还没有完整有

禾谷镰孢菌是惹起小麦赤霉病、玉米赤霉茎腐病等农作物危害的紧张病原真菌。近年来，禾谷镰孢菌感化惹起的赤霉病活着界范畴内频仍暴发，形成重大的产量和经济损失，该病原菌还会发生年夜量真菌毒素净化食粮，给人畜安康组成重大威逼。因为禾谷镰孢菌侵染作物的毒力因子、分子致病机制尚不分明，关于禾谷镰孢菌的防治伎俩非常无限，次要集中在化学防治，还没有完整无效的生物防治办法可供使用。深化研讨禾谷镰孢菌侵染作物的分子致病机制，发现新的毒力因子，对开辟新的赤霉病生物防治办法具备紧张意义。

中国迷信院上海无机化学研讨所刘文团队和中科院分子动物迷信杰出立异中间唐威华团队恒久单干，对禾谷镰孢菌的毒力因子及其侵染机制开展了体系研讨。他们通过转录组学、基因敲除、代谢阐发等伎俩发现基因簇fg3_54发生的非核糖体八肽fusaoctaxin A是禾谷镰孢菌侵染小麦的紧张毒力因子，该毒力因子通过影响宿主细胞间的浸透进程而匆匆进禾谷镰孢菌对动物的侵染（Nat. Commun. 2019， 10， 922）。近期，他们对基因簇fg3_54发生的代谢产品进行了深化阐发，发现了一个新的毒力因子fusaoctaxin B，并通过详尽的体内和体外试验提醒了其生物合成特别前体胍基乙酸（GAA）单位的全重生物合成路径（J. Am. Chem. Soc. 2021）。

分歧于已知的胍基乙酸造成路径——通过脒基转移酶催化甘氨酸和精氨酸之间的亲核代替，禾谷镰孢菌应用精氨酸为底物，通过多酶催化的串联反馈对精氨酸进行修饰获得胍基乙酸。精氨酸在细胞色素P450卵白Fgm1存在下对C4位惰性C-H键活化获得4(R)-羟基精氨酸；由PLP依赖的裂解酶Fgm3选择性地催化Cβ-Cγ键断裂获得胍基乙醛和丙氨酸；胍基乙醛不稳定，会自发环化，再经由脱氢氧化获得内酰胺；在金属依赖的水解酶Fgm2作用上水解线性化获得胍基乙酸。胍基乙酸作为非人造氨基酸合成砌块，再被非核糖体合成酶NRPS9辨认，通过次序的NRPS模块化组装获得成熟的非核糖体八肽毒力因子fusaoctaxin B。

禾谷镰孢菌毒力因子fusaoctaxin B的发现，从分子层面加深了人们对禾谷镰孢菌侵染作物的意识，对开辟赤霉病的生物防治办法、构建对禾谷镰孢菌全抗性的作物育种提供了紧张根据。对毒力因子特别构造单位的生物合成机制研讨，提醒了全新的生物合成路径、新颖的酶学机制，为生物催化提供了多样化的酶学对象。(100yiyao.com）

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