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黄曲霉菌是一种广泛分布于世界各地的丝状植物病原真菌。该霉菌喜好温暖潮湿环境,在作物收获前后以及储存过程中会对经济作物造成严重病害。黄曲霉毒素是一类由黄曲霉菌合成且具有强烈毒性和高致癌性的次生代谢物。传统的生产加工、日常的烹饪等环节很难清除此真菌毒素。黄曲霉毒素合成途径涉及多种调控因子与催化合成反应酶,若能对毒素合成酶实现靶向降解,这可为黄曲霉毒素的控制提供一种防范策略。

Retromer核心复合体(囊泡逆向转运复合体)在生物体内负责逆向运输特异的生物大分子,在细胞运输途径中发挥特有的调节功能。Retromer核心复合体的功能障碍会导致人体和酵母的胞内运输出现紊乱,例如,导致人源αβ蛋白在体内异常积累。然而在黄曲霉菌中,Retromer核心复合体,黄曲霉毒素合成酶与黄曲霉毒素合成三者之间关联机制未被清晰阐明。

 

近期,3344登入口汪世华团队在Journal of Biological Chemistry发表题为The Regulatory Role of the Aspergillus flavus Core Retromer Complex in Aflatoxin Metabolism最新研究成果。 作者发现Retromer核心复合体正向调控黄曲霉菌分生孢子与菌核的发育,毒素的形成以及侵染粮食的致病力。 作者意外发现Retromer核心复合体为黄曲霉毒素合成途径的负调控因子: 分别敲除或突变该复合体中的Vps26、Vps29或Vps35三种液泡蛋白编码基因:代表毒素合成早、中、晚阶段的产毒基因的mRNA(aflD, aflMaflP)水平不变,毒素合成酶(AflD, AflM和AflP)的蛋白水平会出现显著升高,且黄曲霉菌产毒的水平大大提高。 围绕Retromer核心复合体功能负调控毒素合成的科学问题,作者利用分子动力学模拟,复合体亚基互作位点突变和免疫共沉淀等实验证明:Vps26Vps29Vps35的相互作用氨基酸残基对黄曲霉菌毒素合成的影响至关重要。 作者进一步发现,Retromer核心复合体与下游效应蛋白Rab7协同调解黄曲霉毒素的产生。 最后,作者通过实验阐明Retromer核心复合体逆向调控黄曲霉毒素合成的机制Retromer核心复合体与自噬标记物-Rab7极有可能为黄曲霉菌囊泡融合的分子开关,由于复合体或Rab7分子的功能缺失可导致自噬功能障碍(囊泡-液泡无法正常融合),大量毒素合成酶在囊泡内出现积累(囊泡内的蛋白泛素化水平升高),从而造成毒素合成酶无法降解,最终导致毒素合成速率加快和毒素排放量的上升

 

 


图:Retromer核心复合体负向调控黄曲霉菌毒素合成

 

本研究的发现将为黄曲霉毒素污染的早期防控提高理论参考,将为利用泛素化选择性自噬途径对黄曲霉毒素合成调控提供新颖思路。生命科学学院王森博士生,王宇教师和刘营航硕士为本研究论文共同第一作者,柳林老师与福州大学李金宇教授参与此项研究工作,汪世华教授为本文的通信作者。

原文链接:https://www.jbc.org/article/S0021-9258(22)00561-0/fulltext 



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