珊瑚来源真菌Parengyodontium album SCSIO SX7W11中聚酮化合物的发现及其生物合成途径分析

作者：周晓雪; **凡; 李明哲; 宋永相; 鞠建华; 李晓帆; 王立岩

来源：微生物学报, 2021, 61(11): 3631-3641.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20210088

• Parengyodontium album SCSIO SX7W11
• sydowinin A
• 生物合成基因簇
• 基因组
• 海洋真菌

海洋来源真菌的天然产物因其独特的结构与生物学活性而备受关注,而利用基因组信息对其代谢产物进行深入挖掘也成为研究策略之一。【目的】本文以一株南海珊瑚来源的真菌Parengyodontium album SCSIOSX7W11为目标菌株,挖掘其生产聚酮类化合物的潜能。【方法】本研究利用IlluminaMiseq技术对SX7W11菌株进行全基因组扫描测序,运用生物信息学手段对其基因组的生物合成基因簇进行预测和基因功能注释,挖掘可能产生新颖聚酮化合物的基因簇。对SX7W11进行放大发酵后,利用正相色谱、中压反相色谱、Sephadex LH-20凝胶色谱、HPLC半制备等分离手段分离纯化出单体化合物。再利用高分辨质谱(HR-ESI-MS)、1H NMR、13C NMR、X-ray单晶衍射等波谱手段确定化合物的结构,并根据生物合成基因簇对化合物的生物合成途径进行推导。【结果】全基因组扫描测序结果显示,P. album SCSIOSX7W11基因组大小为34.0Mb,含有24个生物合成基因簇,包括6个聚酮合酶基因簇以及3个萜烯合酶基因簇。从发酵产物中分离鉴定到3个聚酮类化合物:emodin(1)、alternaphenolB(2)和sydowininA(3),其中化合物3获得了单晶结构数据。通过生物信息学方法从菌株基因组中定位到了sydowinin A的生物合成基因簇。结合文献对emodin (1)、alternaphenol B (2)和sydowinin A (3)的生物合成途径进行了分析。【结论】本研究通过基因组挖掘及培养基优化,发现1株珊瑚来源的真菌P.album SCSIOSX7W11具有生产sydowinins类聚酮类化合物的能力,为该类化合物生物合成机制深入研究奠定了基础。

• 单位
  深圳大学; 中国科学院; 中国科学院南海海洋研究所