草酸青霉线性五肽生物合成的比较转录组分析
2021-06-24宋瑾怡薛艳红刘士平
刘 超,宋瑾怡,薛艳红,熊 泽,刘士平
(三峡大学 生物与制药学院,湖北 宜昌443002)
草酸青霉(P.oxalicum)是一种广泛分布于土壤、根际、食物及动植物体内等环境中的丝状真菌[1],可防治番茄枯萎病、油菜菌核病、棉花炭疽病、柑橘绿霉病等20余种植物真菌性病害[2-3]。草酸青霉在溶磷、分解纤维素和生物修复等方面也发挥着重要作用[4-6]。2013年,我国测定第一个草酸青霉菌株(114-2)的全基因组序列,并完成基因注释:其基因组共约30 MB,预测有10 013个基因,编码9 979个蛋白质[7-9]。截止2020年4月,在GenBank数据库中共有6条草酸青霉的全基因组序列[7,10-11]。
前期从三峡河岸带地区筛选出两株草酸青霉SG-4和SJ-3,发现其对柑橘致腐菌指状青霉有强烈抑制作用[12]。通过活性追踪和系统分离鉴定,得知其抑菌物质是一种新型线性五肽(图1),结构是:O-Me-Baba-N-Me-Thr-Thr-N-Me-Val-Ser,其中Baba是β-氨基丁酸。进一步研究表明该肽活性稳定,对人体安全,是一种潜在抗生素和食品添加剂[12]。
自然界中寡肽的生物合成途径有两种,分别是核糖体途径和非核糖体途径[13-14]。前者指通过依赖核糖体的翻译途径合成寡肽,是一种初生代谢,在其基因组中一般存在目标寡肽的重复序列;后者是由一种不依赖于翻译途径的非核糖体肽合成酶(NRPS,non-ribosomal peptide synthetase)所催化,是一种次级代谢,它是寡肽合成的主要途径[15-16]。许多非核糖体肽是常见的抗生素,它们在医药、食品工业发挥了巨大作用[17-19]。根据NRPS的催化特点和寡肽的结构,开发出一系列基于NRPS基因序列来分析预测寡肽的软件,如fungiSMASH、NRPS predictor、Norine等,这些软件为寡肽生物合成途径研究提供了有利条件[20-22]。……
