长期以来，学院刘吉开、陈贺平教师团队聚焦于活性天然产物的发现与生物合成机制解析研究。近日，研究团队在真菌混源萜类化合物生物合成研究领域取得了新的研究进展。6月15日，研究成果以“Divergent Biosynthetic Routes Encoded by a Single Gene Cluster in Shikimate-Derived Fungal Meroterpenoid Biosynthesis”为题发表在自然指数、一区TOP期刊《Organic Letters》上。团队李昕阳副教授、艾洪莲副教授及博士研究生王庆远为论文共同第一作者，陈贺平副教授和刘吉开教授为共同通讯作者，中南民族大学为唯一署名单位。论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.orglett.6c02165。
图1 生物合成基因簇与代谢途径
混源萜类化合物是一类由甲羟戊酸代谢通路与其他生物化学代谢通路杂合生成的次生代谢产物，多具有骨架结构多样、生物活性优异的特征。其中，环氧环己烯酮型（Epoxycyclohexenone）与2H-苯并吡喃酮型（2H-benzopyran）是两类骨架结构差异显著的混源萜亚型，其在真菌中的生物合成机制与完整代谢通路仍不清楚。研究团队综合运用真菌异源表达实验、CRISPR-Cas9介导的基因敲除实验、体外酶促生化实验、前体导向生物合成实验、化学合成实验、分子动力学模拟等技术，完整解析了真菌Trichothecium crotocinigenumLC36来源的tcr基因簇中10个基因的功能：该簇编码一套从莽草酸前体出发，经共同的法尼基化中间体连接两条完全不同的下游途径分别生成结构迥异的cis-ECH类化合物trichothosporon A和2H-苯并吡喃类化合物(±)-trichothecroton J。本研究不仅揭示了单一基因簇编码分支途径生产两类结构不同天然产物的典型案例，还发现了酮还原酶TcrG辅因子依赖的底物特异性，为理解真菌混源萜生物合成的酶学多样性和骨架多样化机制提供了重要见解，也为先导化合物的量产奠定基础。
