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基因中心在黃曲霉毒素生物合成抑制劑研發(fā)方面取得新進(jìn)展
近日，基因中心作物品質(zhì)控制與多組學(xué)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（籌）在黃曲霉毒素生物合成抑制劑研發(fā)方面取得新進(jìn)展。研究成果以“Structure-guided discovery of novel AflG inhibitors for aflatoxin contamination control in aspergillus flavus”為題在微生物領(lǐng)域權(quán)威期刊Frontiers in Microbiology上在線(xiàn)發(fā)表?；蛑行呐c甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)研究生王鳳華同學(xué)為論文的第一作者，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院張軍教授、基因中心吳紹文副研究員和晏石娟研究員為該論文的共同通訊作者。
黃曲霉毒素（AF）是由曲霉屬真菌產(chǎn)生的高致癌性次生代謝產(chǎn)物，可污染玉米、花生等重要的糧食作物，是食品安全常見(jiàn)的風(fēng)險(xiǎn)因素之一。因此，開(kāi)發(fā)源頭抑制黃曲霉毒素污染的方法對(duì)于保障食品安全具有重要意義。細(xì)胞色素P450酶AflG在AF生物合成的早期階段發(fā)揮關(guān)鍵作用，催化averantin （AVN）轉(zhuǎn)化為5’-hydroxy-averantin（HAVN），是毒素防控的重要潛在靶標(biāo)。但是到目前為止，AflG與底物AVN結(jié)合的分子機(jī)制尚不清楚，阻礙了靶向AflG的毒素源頭防控技術(shù)的開(kāi)發(fā)。
本研究創(chuàng)新性地采用綜合多種計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的方法，分析AflG與底物AVN結(jié)合的結(jié)構(gòu)特征，并篩選靶向AflG底物結(jié)構(gòu)口袋的抑制劑。首先，通過(guò)基于人工智能的結(jié)構(gòu)建模和微秒級(jí)分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬，獲得了對(duì)AflG及其結(jié)合底物AVN復(fù)合物三維結(jié)構(gòu)的新見(jiàn)解。隨后，通過(guò)對(duì)超過(guò)130萬(wàn)個(gè)化合物進(jìn)行高通量虛擬篩選，確定了具有良好預(yù)測(cè)對(duì)接得分的化合物子集。根據(jù)結(jié)合自由能計(jì)算對(duì)這些化合物進(jìn)行排序，并進(jìn)一步通過(guò)MD模擬和黃曲霉菌外施實(shí)驗(yàn)評(píng)估其對(duì)AF合成的調(diào)控作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了兩種新型化合物能夠顯著抑制AF的生物合成。本研究建立了一套從分子原子水平理解AF合成關(guān)鍵酶功能機(jī)制到高效篩選抑制劑的方法體系，為解決黃曲霉毒素污染問(wèn)題提供了新的思路，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中毒素污染的源頭防控技術(shù)開(kāi)發(fā)具有重要的理論意義和潛在應(yīng)用價(jià)值。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、甘肅省自然科學(xué)基金、廣州市基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目等多個(gè)科研項(xiàng)目的資助。
原文鏈接： https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1425790
