研究發現脂類物質調控黃曲霉毒素合成新機理

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近日，廣東省農業科學院農業生物基因研究中心晏石娟團隊揭示了亞麻酸氧合物可通過激活黃曲霉菌中一種多肽類衍生生物堿的合成從而抑制其產生黃曲霉毒素。相關研究在線發表于Journal of Agricultural and Food Chemistry。

日常生活中，人們經常能夠看到玉米、花生等糧食上面長出大量的“霉”，這些“霉”是自然界中常見的有害真菌，包括黃曲霉菌和寄生曲霉等。這些真菌非常容易侵染玉米、花生等含油量較高的作物種子，并產生一類劇毒、強致癌的次級代謝產物——黃曲霉毒素。黃曲霉毒素污染是一個全球性的食品安全問題，據統計，每年由于黃曲霉毒素污染造成的經濟損失高達數十億元。因此，研究脂類物質調控黃曲霉毒素合成的分子機理具有重要意義。

晏石娟團隊前期發現多不飽和脂肪酸亞麻酸在空氣中氧化幾個小時以后得到的亞麻酸氧合物在不抑制黃曲霉菌的菌絲生長和產孢的基礎上，完全抑制黃曲霉毒素的合成。在前期研究的基礎上，該團隊通過使用多組學技術結合計算生物學和遺傳實驗驗證，進一步解析了亞麻酸氧合物抑制黃曲霉毒素合成的分子機制。

多組學分析與代謝流分析結果顯示，亞麻酸氧合物能夠特異性抑制黃曲霉毒素等次生代謝途徑，但也明顯促進包括三羧酸循環等在內的初級代謝途徑；并在菌絲生長早期迅速激活黃曲霉菌胞內一種次生代謝物——多肽類衍生生物堿imizoquin的合成；通過基因敲除和過表達菌株的遺傳驗證實驗和靶向代謝組分析明確了imizoquin合成途徑是亞麻酸氧合物抑制黃曲霉毒素合成的關鍵因素。

進一步的熱蛋白組分析和分子動力學模擬表明，imizoquin基因簇中的轉運蛋白ImqJ能夠與亞麻酸氧合物結合。該研究首次發現亞麻酸氧合物通過激活黃曲霉菌胞內imizoquin合成途徑抑制黃曲霉毒素的合成。

該研究結果為氧化脂質介導的黃曲霉毒素合成調控提供了新的見解，為控制黃曲霉毒素污染提供了新的理論基礎。

上述研究得到國家自然科學基金、廣東省農業科學院優秀博士人才引進、中青年學科帶頭人培育項目、廣東省自然科學基金等科研項目的資助。