福建省病原真菌與真菌毒素重點實驗室汪世華教授團隊揭示Retromer核心復合體負向調控黃曲霉毒素合成的新穎機制

　　黃曲霉菌是一種廣泛分布于世界各地的絲狀植物病原真菌。該霉菌喜好溫暖潮濕環(huán)境，在作物收獲前后以及儲存過程中會對經濟作物造成嚴重病害。黃曲霉毒素是一類由黃曲霉菌合成且具有強烈毒性和高致癌性的次生代謝物。傳統(tǒng)的生產加工、日常的烹飪等環(huán)節(jié)很難清除此真菌毒素。黃曲霉毒素合成途徑涉及多種調控因子與催化合成反應酶，若能對毒素合成酶實現(xiàn)靶向降解，這可為黃曲霉毒素的控制提供一種防范策略。

 

　　Retromer核心復合體（囊泡逆向轉運核心復合體）在生物體內負責逆向運輸特異的生物大分子，在細胞運輸途徑中發(fā)揮特有的調節(jié)功能。Retromer核心復合體的功能障礙會導致人體和酵母的胞內運輸出現(xiàn)紊亂，例如，導致人源αβ蛋白在體內異常積累。然而在黃曲霉菌中，Retromer核心復合體，黃曲霉毒素合成酶與黃曲霉毒素合成三者之間關聯(lián)機制未被清晰闡明。

 

　　近期，福建省病原真菌與真菌毒素重點實驗室汪世華團隊在Journal of Biological Chemistry（Top期刊）發(fā)表題為The Regulatory Role of the Aspergillus flavus Core Retromer Complex in Aflatoxin metabolism（囊泡逆向轉運核心復合體在黃曲霉菌毒素合成調控作用）最新研究成果。主要發(fā)現(xiàn)如下：

 

　?、?Retromer核心復合體正向調控黃曲霉菌分生孢子與菌核的發(fā)育，毒素的形成以及侵染糧食的致病力。

 

　?、?Retromer核心復合體為黃曲霉毒素合成途徑的負調控因子：分別敲除或突變該復合體中的Vps26、Vps29或Vps35三種液泡蛋白編碼基因后：代表毒素合成早、中、晚階段的產毒基因的mRNA（aflD, aflM和aflP）水平不變，毒素合成酶（AflD, AflM和AflP）的蛋白水平則會出現(xiàn)顯著升高，且黃曲霉菌產毒的水平大大提高。

 

　?、蹏@Retromer核心復合體功能負調控毒素合成的科學問題，作者利用分子動力學模擬，復合體亞基互作位點突變和免疫共沉淀等實驗證明：Vps26，Vps29和Vps35的相互作用氨基酸殘基對黃曲霉菌毒素合成的影響至關重要。

 

　?、芡ㄟ^進一步研究，Retromer核心復合體與下游效應蛋白Rab7協(xié)同調解黃曲霉毒素的產生。

 

　?、蓐U明Retromer核心復合體逆向調控黃曲霉毒素合成的機制：Retromer核心復合體與自噬標記物-Rab7極有可能為黃曲霉菌囊泡融合的分子開關，由于復合體或Rab7分子的功能缺失可導致自噬功能障礙（囊泡-液泡無法正常融合），大量毒素合成酶在囊泡內出現(xiàn)積累（囊泡內的蛋白泛素化水平升高），從而造成毒素合成酶無法降解，最終導致毒素合成速率加快和毒素排放量的上升。

 

　?。ˋ）TLC 分析WT, ΔAflvps35 and Com-Aflvps35菌株培養(yǎng)基中AFB1產量；（B） 光密度分析三種菌株AFB1 產量；（C） HPLC分析三種菌株的AFB1產量；（D） 三種菌株的aflD（合成早期），aflM （合成中期）和 aflP（合成晚期）mRNA水平分析；（E） TLC三種菌株囊泡中AFB1的含量；（F） 光密度分析三種菌株囊泡中AFB1的含量；（G） Western blot結合光密度分析AflD, AflM和AflP蛋白表達水平；（H）結合光密度分析三種菌株的AflD, AflM與AflP蛋白表達水平；（I） TLC分析侵染花生后殘余的毒素；（J） 光密度分析侵染花生后殘余的毒素；（K） TLC分析侵染玉米后殘余的毒素；（L）光密度分析侵染花生后殘余的毒素。*表示差異（p<0.05），**表示差異極顯著（p<0.01）。

 

　　上述研究發(fā)現(xiàn)是繼汪世華教授團隊于2019年在《Journal of Biological Chemistry》上發(fā)表題為Molecular and structural basis of nucleoside diphosphate kinase–mediated regulation of spore and sclerotia development in the fungus Aspergillus flavus（核苷二磷酸激酶調控黃曲霉孢子與菌核形態(tài)建成的分子結構機制）后的又一代表性成果。本研究將為黃曲霉毒素污染的早期防控提高理論參考，為利用泛素化選擇性自噬途徑對黃曲霉毒素合成調控提供新穎思路。福建農林大學王森博士生，王宇講師和劉營航碩士為本研究論文共同第一作者，我?？萍继幪庨L、福建省病原真菌與真菌毒素重點實驗室主任汪世華教授為本文的通訊作者。

 

　　論文鏈接：https://www.jbc.org/article/S0021-9258（22）00561-0/fulltext