药学院刘吉开教授与陈贺平副教授团队致力于活性天然产物的发现及其生物合成机制研究。近日，该团队在小皮伞烷（Crinipellin）二萜的生物合成研究中取得重要突破，以高等真菌Marasmius fiardiiPR-910为对象，系统阐明了该类化合物的环化机理及生物合成途径。
8月21日，相关研究成果以Biosynthesis of Crinipellin Diterpenes in MushroomMarasmius fiardiiPR-910为题，发表于学术期刊Journal of the American Chemical Society上，系我校药学院为第一单位首次在该期刊上发表的论文。2024级博士研究生郭丽丽、2023级硕士研究生苏法丞和2025级博士研究生魏晋娟为论文共同第一作者，陈贺平副教授与刘吉开教授为共同通讯作者，中南民族大学为论文唯一署名单位。论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c10016。
小皮伞烷生物合成基因簇、环化机理及氧化修饰位点。药学院供图
自1979年首次报道以来，已有14个小皮伞烷二萜从毛皮伞（Crinipellis）属真菌中分离获得。该类天然产物因独特的5/5/5/5稠合四环骨架及显著的抗菌、抗癌及抗炎等多种生物活性，长期受到科学界关注，迄今为止已有6个研究团队完成了小皮伞烷二萜的全合成。尽管小皮伞烷二萜的化学合成研究屡有突破，但其生物合成途径却长期悬而未决。此类天然产物以往仅报道于毛皮伞（Crinipellis）属高等真菌，小皮伞属（Marasmius）与毛皮伞属（Crinipellis）同属于小皮伞科（Marasmiaceae）高等真菌，然而，小皮伞属真菌此前从未报道具有合成小皮伞烷二萜的能力。该研究中，团队首次从小皮伞属蘑菇Marasmius fiardiiPR-910中鉴定了负责小皮伞烷二萜生物合成基因簇（mfd），在此基础上，综合运用定点突变、同位素示踪及密度泛函理论（DFT）计算，完整解析了二萜合酶MfdB构筑这一特殊四环骨架的环化过程。研究中还发现，MfdB的突变体可通过多条环化分支途径合成结构多样的二萜化合物，包括一个5/5/5/7四环重排的二萜骨架。
该研究还揭示了MfdB中以精氨酸为核心的二磷酸结合结构域，扩展了萜类合酶与二磷酸底物的结合模式。在小皮伞烷二萜后修饰层面，团队通过化学合成与异源表达实验，揭示了三个细胞色素P450氧化酶MfdC、MfdD及MfdE的氧化网络，并获得19个新的氧化产物，其中，CYP5136家族的MfdE催化C–C键断裂型氧化去甲基化反应，拓展了该家族P450氧化酶的催化谱系。该研究系统阐明了小皮伞烷二萜从核心骨架构建到后修饰氧化的完整生物合成通路，揭示了真菌二萜合酶与P450氧化酶在催化多样性方面的巨大潜力。mfd基因簇及相关酶的发掘，为未来通过合成生物学手段定向创制结构新颖的二萜类化合物奠定了基础，也为从珍稀药用真菌资源中挖掘“隐形”天然产物提供了有利的借鉴。
2026-08-14