中科院研究组:蛹虫草能够合成具抗癌活性的药物


  王成树研究组在完成蛹虫草基因组研究 (Genome Biology, 2011)的基础上,通过生物信息剖析及基因功效研究,完整地剖析了虫草素生物合成的分子机理。

  腺苷类系物虫草素(cordycepin)最早于1950年在蛹虫草中被发现判定,具有抗菌、抗虫及抗癌等生物活性,但合成机理未知,导致学界及企业界争论不休,以为冬虫夏草等差别虫草菌具有合成虫草素的能力。

  这两种腺苷类分子在功效上饰演着 “掩护者—被掩护者”的作用,也就是说,虫草素在被合成的同时,蛹虫草汇合成一个掩护其稳固性的分子。

  10月19日,《细胞》杂志子刊《Cell Chemical Biology》在线揭晓了中国科学院上海植物心理生态研究所王成树研究组的最新研究结果:“Fungal cordycepin biosynthesis is coupled with the production of the safeguard molecule pentostatin(虫草素陪同掩护分子喷司他丁的生物合成)”。

  原题目:中科院研究组:蛹虫草能够合成具有抗癌活性的药物喷司他丁

  据先容,该研究结果的意义包罗:1。 为蛹虫草的抗癌活性提供了分子证据;2。 从基因及化合物水平证实,冬虫夏草和蝉花等其他虫草菌不能够合成虫草素,也不能合成喷司他丁;3。 为蛹虫草的质量尺度提供了新的分子指标—喷司他丁;4。 为通过合成生物学手艺高水平合成虫草素和喷司他丁提供了基因资源。

  喷司他丁(pentostatin)最早于1974年在细菌中被判定,是腺苷脱氨酶的强抑制剂,1991年获FDA批准,成为抗毛细胞白血病(hairy cell leukemia)的商业药物(Nipent)。

  虫草素及喷司他丁均具有抗癌活性

  他们的研究还首次发现,蛹虫草能够合成具有抗癌活性的喷司他丁,并由统一基因簇配合合成虫草素及喷司他丁。

  自然界中能够熏染杀虫的广义虫草菌达1000多种,这些真菌在昆虫种群的自然调控中施展着主要的作用。

  该研究完整剖析了虫草素在蛹虫草(Cordyceps militaris)中的生物合成机理,另外首次发现蛹虫草能够合成抗癌药物—喷司他丁,该化合物被用来掩护所合成虫草素的结构稳固性。

责任编辑:霍宇昂

  研究还发现,蛹虫草只有在蚕蛹上生长而非液体发酵造就时,才汇合成高水平的虫草素。但虫草素含量过高时能引起细胞毒性,真菌从而会启动解毒机制,将虫草素脱氨天生3‘-脱氧肌苷 (3’-deoxyinosine)。表示着对于人类来说,也不宜摄入过量的虫草素。在获得了虫草素合成基因的基础上,联合色谱验证剖析,他们的研究证实冬虫夏草和蝉花等其他种类的虫草菌不能合成虫草素及喷司他丁。使用获得的合成基因,异源表达可以实现由酵母菌合成虫草素;而通过内源基因高表达,可以在蛹虫草中高水平地合成虫草素和喷司他丁,为这种两种活性身分的高效使用奠基了手艺基础。

  该研究由研究生夏永亮和罗飞飞作为配合第一作者等完成,该项事情获得了基金委重点项目及中国科学院战略先导B项目的资助。

蛹虫草中的基因簇同时合成虫草素(Cordycepin, COR)和喷司他丁Pentostatin, PTN), 后者可以抑制虫草素降解为3‘-脱氧肌苷 (3’-deoxyinosine,3‘-dI )  蛹虫草中的基因簇同时合成虫草素(Cordycepin, COR)和喷司他丁Pentostatin, PTN), 后者可以抑制虫草素降解为3‘-脱氧肌苷 (3’-deoxyinosine,3‘-dI )

  研究首次发现,蛹虫草能够合成具有抗癌活性的药物喷司他丁,并由统一基因簇配合合成虫草素及喷司他丁。

  喷司他丁(pentostatin)最早于1974年在细菌中被判定,是腺苷脱氨酶的强抑制剂,1991年获FDA批准,成为抗毛细胞白血病(hairy cell leukemia)的商业药物(Nipent)。

  其中以冬虫夏草、蛹虫草和蝉花等为代表的虫草菌熏染昆虫后形成的菌虫复合体—虫草具有悠久的食药用历史,具有抗癌、提高免疫、抗菌及抗疲劳等多种生物活性,但相关的活性身分多不清晰。

  对于人类来说,也不宜摄入过量的虫草素

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发布时间:2017-10-21 02:28:53

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